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医生们花费数年研究婴儿中风和神秘疾病的原因

脱发、囊肿以及一系列发育迟缓都是更严重问题的症状。

作者:Emma Yasinski
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图片来源:Kellie Jaeger/Discover

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本文最初发表于我们 2022 年 11 月/12 月刊,题为“成长的烦恼”。点击此处订阅阅读更多此类文章。

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Marley 的母亲孕期相对正常,2015 年分娩也很顺利。但几乎从一开始就显而易见,“情况不对,但我们不知道为什么,”她的母亲凯利说。首先,Marley 无法调节体温或血糖水平。她出生时头上长满了银发,但几天之内就一撮一撮地脱光了。后来,她光秃的头皮上长出了囊肿。

Marley 被送往新生儿重症监护室 (NICU),在那里度过了她生命的第一个月。在那里,医生发现她的大脑两侧都有脑出血迹象,这是一种中风。围产期中风——即在怀孕晚期或婴儿生命早期发生的中风——大约每 2,700 次妊娠中发生 1 次,但医生不知道是什么导致了 Marley 的中风。她的父母很快注意到 Marley 在 NICU 时发育迟缓,带她回家后,她仍然错过了重要的发育里程碑。她没有长到可以自己坐起来的力量。几个月后,她仍然没有头发,而且经常长出囊肿。

Marley 开始看神经科医生,但即使是中风也无法解释 Marley 的所有症状。当然,中风会损害大脑并影响她的整体发育,但脱发和囊肿是怎么回事呢?“我们的神经科医生敦促我们寻求答案,”凯利说。“她建议我们去看遗传学家。”

所以,当 Marley 11 个月大的时候,她的父母带她去看 Caleb Bupp,一位密歇根州 Spectrum Health Helen DeVos 儿童医院的医学遗传学家,离家不远。不幸的是,当时 Bupp 并不知道她这种情况的原因。Marley 接受了一系列基因检测,发现了两个突变。医生迅速排除了一个,并将注意力集中在第二个突变上,即 ODC1 基因。ODC1 基因编码一种酶,该酶调节多胺,多胺是参与全身细胞生长的微小分子。

然而,即使是这样,也没有给团队带来任何关于 Marley 病情的有用信息。据他们所知,以前从未有人在这些基因中发生过导致任何遗传性疾病的突变。“我们发现的突变没有已知的疾病,”Bupp 说。“它就这样被搁置起来,就像罕见病有时会遇到的情况一样。”

大约六个月后,André Bachmann,一位密歇根州立大学的儿科研究员,专门研究使用药物靶向某些癌症中出现的多胺功能障碍,来到医院做了一个关于多胺的讲座。当时并没有立即产生联想,但大约一个月后,当 Bupp 在审阅 Marley 的病例时,他认出了那个词:多胺。一位共同的朋友随后安排了 Bupp 和 Bachmann 的一次通话。

“那次通话让我震惊,”Bachmann 说。Bachmann 不仅仅研究多胺;他专门研究调节多胺的 ODC 酶。但尽管研究这种酶近三十年,Bachmann 从未见过一个患有 ODC1 基因突变而出现症状的人。这次通话“是我们的尤里卡时刻,”Bupp 说。

多胺在我们细胞的内部运作中起着至关重要的作用(其中一些在上面列出)。但过犹不及:例如,在 Marley 的案例中,多胺的过度生产损害了她毛囊的生长。(鸣谢:Kellie Jaeger/Discover)

凯莉·耶格尔/发现杂志

突破

不久之后,Marley 的治疗成为了密歇根州立大学和 Spectrum Health 的科学家与医疗保健提供者共同努力的成果。他们将 Marley 的罕见遗传病命名为 Bachmann-Bupp 综合征,或简称 BABS。

如今,Bachmann 研究人类的分子生物学和多胺。在我们体内,多胺无处不在,几乎参与所有细胞过程,包括生长和分化。一些研究将它们的功能失调与癌症风险的增加联系起来。另一项研究表明,当多胺正常运作时,它们可以保护人们免受癫痫和精神疾病等神经系统疾病的侵害。但如果它们的数量不足,或者功能不正常,患病的风险就会增加。

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在 Bachmann 与 Bupp 通电话并成立团队之后,没有太多进展。但 Bachmann 回忆起,在 1995 年,一位希望更多了解多胺如何影响人类发育的同事,创造了一个只有皮肤中 ODC1 基因过度活跃的小鼠模型。这些小鼠与 Marley 有两点共同之处:它们脱发,并且身体形成囊肿。

接下来,使用该小鼠模型的科学家用二氟甲氧甲基鸟氨酸 (DFMO) 治疗了这些小鼠。DFMO 是一种已被批准用于治疗一种名为非洲锥虫病的寄生虫病的药物,并且已知可以抑制过度的多胺活性。小鼠开始重新长毛。由于该药物已使用数十年,并且对成人和儿童都有合理的安全性,因此该团队向 FDA 申请批准在 Marley 身上使用;不久后便获批准。

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在 4 岁首次治疗后,Marley 的囊肿停止生长。血液样本显示她的多胺水平正在下降。而且情况持续好转。在 2019 年圣诞节前夕,治疗开始一个月后,Marley 第一次开始长出眉毛。当凯利注意到 Marley 面部有细微的、纤细的毛发时,她赶紧拿起了相机。

更广泛的影响

2020 年 6 月,另一名患者 Jameson 被诊断出患有 BABS。他出生时也有脑出血,尽管不如 Marley 严重。Jameson 出生时有头发,但和 Marley 一样,很快就脱落了。最初的基因检测没有提供任何答案,因此一位遗传学家建议该家庭联系未确诊疾病网络 (Undiagnosed Diseases Network),这是一个由 NIH 资助的项目,旨在汇集科学家,为病症困惑医生的患者提供答案。不幸的是,由于 COVID-19 大流行的延误,Jameson 的家人花了大约一年时间才得到诊断。那时,他已经 5 岁了。

“当你谷歌 Bachmann-Bupp 综合征时,Marley 的信息出现了,”Jameson 的母亲 Kayla 说。“然后我意识到,‘外面还有另一个人,和我儿子一样。’”一年后,Jameson 和他的家人从加利福尼亚来到密歇根州,在那里他接受了他的第一剂 DFMO。Marley 和她的家人甚至在治疗前去医院支持他,治疗很顺利。

尽管如此,对研究人员来说,仍有许多问题悬而未决。多胺“参与了身体的每一个过程,”Bupp 说。科学家们想知道这种基因突变是否在子宫内影响了 Marley 的发育,以及这是否是导致她和 Jameson 经历出血的原因。“我们现在无法回去查看,但这是一个我们的理论,”Bupp 说。“如果我们 2 岁时就治疗她,或者出生时就治疗呢?如果我们在产前治疗呢?”

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如今,7 岁的 Marley 拥有一头浓密的头发。她可能不像典型的 7 岁孩子那样说话和玩耍,但像学会在地板上爬行这样的成就对她来说意义重大。“只要治疗开始,‘魔法就开始发生了’,”凯利说。“她现在能够活动了,在我们开始用药之前,她甚至不能自己坐起来。”Marley 现在甚至有了睫毛——她的母亲说她以前从未有过。虽然她仍然不会说话,但通过一些手语,她已经学会开始与家人交流。

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