DHDDS基因的变异会导致一种严重的神经退行性疾病,其特征是震颤、癫痫、协调和学习困难,通常在儿童早期就显现出来。这种类似帕金森病的疾病极为罕见,直到最近,家长们被告知没有任何方法可以延缓疾病的进展。但现在,来自荷兰和美国的研究人员利用患者自身细胞创建了"迷你大脑"模型来测试新疗法,不仅发现了疾病的机制,还发现了一种天然存在的维生素B3形式(烟酰胺单核苷酸,或NMN)在延缓疾病进展方面具有显著潜力。
今天,荷兰乌得勒支Wilhemina儿童医院的临床遗传学住院医师Irena Muffels博士在欧洲人类遗传学会年会上介绍了研究结果。她描述了两位家长如何联系了当时她在Morava-Kozicz实验室工作的美国纽约西奈山医学院Icahn医学院的研究人员。他们被告知,对于被诊断患有DHDDS相关疾病的两个孩子,唯一的希望就是等待研究人员对这种罕见疾病产生兴趣。
"但他们不想等待,"Muffels博士说。
"他们不希望自己的孩子因为运动问题而依赖轮椅,无法自理。所以他们联系了当时我为其工作的Eva Morava教授。我们开始创建迷你大脑——在实验室中用患者自身细胞培养的微小脑组织——从而避免了直接从儿童大脑中取样的需要。"
Irena Muffels博士,Wilhemina儿童医院
患者来源的迷你大脑使研究人员能够找到DHDDS疾病的机制以及其为何会进展。四个月后,迷你大脑显示出明显的恶化迹象,反映了真实患者中发生的情况。正常的DHDDS有助于产生多利醇,一种携带糖的小脂质"锚"。在研究DHDDS迷你大脑时,研究人员发现这种锚严重减少。糖也有助于构建聚糖,这是一种帮助蛋白质执行其正确功能的"天线"。在迷你大脑中,研究人员可以看到这些"天线"构建过程中存在错误。
DHDDS缺陷的另一个问题是,多利醇减少会影响整体脂质代谢,并导致星形胶质细胞(参与神经保护的脑细胞)中胆固醇显著积累。"这种积累随时间累积,这就是我们认为疾病会进展的原因,"Muffels博士说,"因为胆固醇的积累导致线粒体功能障碍,进而导致能量产生减少。"
研究人员与生物技术公司Perlara合作,通过筛选FDA批准的药物和维生素来确定潜在的新疗法,发现NMN能够挽救DHDDS相关疾病的酵母模型。他们在迷你大脑中测试了这种维生素,并注意到显著改善。由于这种形式的维生素B3可以无需处方购买,人们在实验完成前就开始在线订购。Muffels博士说:"一个月内,我们注意到这些患者的行走能力有所改善,他们更有活力,震颤减少,动作变得更加流畅。这似乎真的减缓了疾病的进展。"
NMN已被证明可以改善线粒体疾病患者肌肉细胞中的分子机制,这是一种常见且破坏性的儿科代谢疾病,目前正在这些患者中进行临床测试。高剂量的这种维生素也被证明可以减缓帕金森病患者的病情进展并减轻症状负担。由于维生素B3和NMN在细胞水平上能产生大量积极效果,其他影响大脑能量产生的遗传性代谢疾病也可能从这种治疗中受益。
Muffels博士说:"关于NMN的消息传到了更多的DHDDS患者那里,目前我们有12名患者正在服用它。我们最近获得了CDG UK的资助,这是一家支持受糖基化先天性障碍(CDG)影响的国家慈善机构,将启动一项针对DHDDS相关疾病的NMN补充国际试验。患者将服用NMN一年,每三个月进行一次评估。虽然我现在已经离开了美国,但我希望乌得勒支的Wilhemina医院能成为官方试验点之一,我能够继续与这些患者合作。"
"我们还有很长的路要走,但看到迷你大脑的创建如何帮助我们模拟患者中疾病的进展是令人鼓舞的——我们可以在显微镜下看到大脑'分崩离析'。我们对NMN起效的速度和效果感到惊讶,特别是因为它广泛可用、价格便宜且没有已知的副作用。在一些患者中,治疗后甚至看不出他们曾患有DHDDS疾病。现在,首批四名患者已加入试验,我们期待着未来能够进一步帮助他们及其家人。"
未参与此项研究的会议主席Alexandre Reymond教授说:"这项研究是基因诊断快速进展如何为罕见疾病带来新治疗方法的完美例证。由于DHDDS等罕见疾病影响的人数很少,通常很难引起行业兴趣。令人印象深刻的是,家长、慈善机构和学术界组成的统一战线能够找到这种既有前景又便宜且广泛可用的疗法。"
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