三月的一个清晨破晓时分,道格·惠特尼(Doug Whitney)踏入距离家乡2000英里外的医疗中心,准备从一位温文尔雅的退休眼镜男转变为超人类研究对象。首先,医生将针头刺入他的背部提取脑脊液——研究护士称之为"液体黄金",因其蕴含宝贵的生物信息。随后护士采集了他的皮肤细胞样本。接着是注射放射性示踪剂,他需佩戴热塑面罩静卧30分钟接受脑部扫描。之后再次注射示踪剂进行第二次脑部扫描。在圣路易斯华盛顿大学医学院为期三天的访问中,他还完成了认知评估、神经学检查及多管血液抽取分析。
14年来,惠特尼始终是超精细科学研究的唯一焦点,他定期从华盛顿州波特奥查德的家中前往圣路易斯。这并非因为他患病,而是因为他本应患病。76岁的惠特尼是科学界的"独角兽",可能为全球最致命疾病之一提供解答线索。他携带一种罕见基因突变,理论上应使其在40多岁末或50岁初必然罹患阿尔茨海默病,并在十年内死亡。他的母亲及13个兄弟姐妹中的9人均在壮年发病离世,长兄及其他多代亲属亦未能幸免。这是美国已知规模最大的携带阿尔茨海默病致病基因突变的家族。"历史上从未有人能躲过这颗子弹,"惠特尼说。但不知何故,他确实做到了。某种机制使他免于遗传宿命,至少比预期晚25年未发病。
科学家正探寻其生物学"秘密配方"的构成要素。若成功发现,或可研发预防、治疗乃至治愈阿尔茨海默病的药物或基因疗法。加州大学圣塔芭芭拉分校神经科学家肯尼斯·科西克(Kenneth Kosik)博士(未参与惠特尼研究团队)表示:"这是个惊人案例,其中的答案与问题都蕴含重大意义。"
阿尔茨海默病目前困扰着约700万美国人及全球3200万人。多数病例病因不明,症状多在65岁后显现。然而约1%的病例已知由三种基因突变之一引发,携带者几乎必然发展为早发性阿尔茨海默病,且常快速恶化致死。由于遗传性早发阿尔茨海默病与典型晚发病例高度相似,研究这些家族可获得关键洞见。"如今我们对阿尔茨海默病的几乎所有认知都源于这些罕见突变,"科西克指出。
惠特尼家族携带最罕见的早老素2(Presenilin 2)基因突变。该家族突变携带者通常在44至53岁间出现记忆与思维障碍。惠特尼50岁时,其妻艾翁(Ione)表示,她和两名子女开始密切观察症状迹象;当他达到母亲与兄长病逝的55岁时,家人警惕性更高。"每次打电话回家,子女都问'爸爸情况如何?'"艾翁回忆道,"我只能说'没发现异常'。"她补充:"当他60岁时,我们才真正松了口气。"
随后,表亲加里·赖斯维格(Gary Reiswig)联系他们,称正在撰写家族传记,且研究人员正寻找更多携带早发性阿尔茨海默病突变的家族成员参与研究。惠特尼同意参与基因检测,原以为自己未携带突变。但在62岁生日当天,检测证实他确为携带者。"我哑口无言,"他说,"那时我已比预期发病时间晚了至少10到12年。"
华盛顿大学"常染色体显性遗传阿尔茨海默病网络"(DIAN)主任兰德尔·贝特曼(Randall Bateman)神经科医生同样震惊:"我们反复检测三次,起初根本不信结果。"研究团队随即着手探寻保护他的机制。科学家将惠特尼称为"阿尔茨海默病逃逸者"。目前全球仅明确确认另两名携带早发痴呆致病突变却具抵抗力的案例,两者均属哥伦比亚大家族,携带早老素1突变,在预期发病期后至少20年仍认知正常,70余岁死于其他疾病。
阿尔茨海默病的特征是大脑中两种蛋白异常堆积:淀粉样蛋白(症状出现前至少20年即形成斑块)和τ蛋白(淀粉样蛋白积累后形成缠结)。τ蛋白与认知衰退关联更为密切。波士顿大学神经心理学家亚基尔·基罗兹(Yakeel Quiroz)指出,两名哥伦比亚"逃逸者"大脑充满淀粉样蛋白,但阿尔茨海默病相关脑区几乎无τ蛋白。华盛顿大学神经科医生乔治·利布雷-盖拉(Jorge Llibre-Guerra)博士(近期惠特尼案例研究合著者)表示,惠特尼大脑同样充满淀粉样蛋白(可能因寿命更长而比家族其他携带者更甚),但τ蛋白极少。"他对τ蛋白聚集与扩散具有抵抗力,"负责DIAN临床试验的利布雷-盖拉说,"这正是其抵抗力所在。"
利布雷-盖拉解释,惠特尼仅左枕叶存在τ蛋白积累,该区域涉及视觉空间功能,在阿尔茨海默病中作用有限。基罗兹补充,哥伦比亚女性的τ蛋白也积累于类似区域。这些案例表明"人体可在存在淀粉样蛋白病理的情况下避免τ蛋白产生,淀粉样蛋白本身不足以导致认知衰退"。明确阻断淀粉样蛋白向τ蛋白转化的机制,将为治疗提供关键指引。科西克(曾为《自然医学》审阅惠特尼研究)指出:"他们已证实淀粉样蛋白与τ蛋白缠结的解耦现象,当此发生时,痴呆症得以避免。科学突破正蕴藏于此。"
破解惠特尼抵抗力之谜揭示了复杂的神经生物学机制。其DNA包含若干患病亲属所无的基因变体,其中三种可能涉及神经炎症或τ蛋白病理的突变最引人注目。其免疫系统亦具特殊性,利布雷-盖拉在3月诊疗中向他解释:"你的炎症反应低于其他突变携带者,可能通过不对淀粉样蛋白过度反应而提供保护。"更惊人的是,惠特尼体内热休克蛋白过量——这类蛋白可防止其他蛋白错误折叠(此缺陷与多种神经疾病相关)。"你的水平显著高于预期,"利布雷-盖拉告知,"这些蛋白可能阻止了错误折叠的蛋白(尤其是τ蛋白)在大脑中扩散。"
研究人员认为,所有这些因素(可能还有未发现的要素)共同作用形成保护机制。鉴于案例的复杂性,贝特曼将团队近期发表的研究描述为"行动号召",旨在"吸引其他研究者关注:'看,这是个极其重要的人物与案例,需要你们协助破解'。"贝特曼坦言:"我们尚未找到惠特尼的'关键线索'并高呼'尤里卡',但将持续探索。保护道格·惠特尼的谜题价值重大,必须解开。"
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