2018年11月26日,賀建奎團隊宣布首次獲得基因編輯的人類嬰兒,在全國乃至世界范圍內引起軒然大波,有關科學和倫理的討論被推向頂峰[1]。
試驗中誕生的雙胞胎是否真的能夠獲得與天然CCR5-Δ32突變攜帶者相同的對艾滋病的抵抗力,我們無從考證。但是CCR5作為治療靶點,還有新的驚喜在等著我們。
根據(jù)《細胞》雜志發(fā)表的最新研究成果,抑制CCR5,可以幫助小鼠在腦卒中或腦損傷發(fā)生后更快地恢復運動和認知能力,攜帶CCR5-Δ32突變的人群,也被證實在腦卒中發(fā)生后有更強的恢復能力[2]。
這項在腦卒中治療史上意義非凡的研究,來自美國加州大學洛杉磯分校大衛(wèi)格芬醫(yī)學院的S.ThomasCarmichael博士和他的研究團隊。
CCR5全名C-C趨化因子受體5,是艾滋病毒感染的目標之一。有研究表明,抑制CCR5可以增強小鼠的學習和記憶功能,解決艾滋病相關的認知缺陷[3]。
那么抑制CCR5是否能幫助解決其他疾病造成的認知缺陷呢?
腦卒中和腦損傷都是導致成人神經(jīng)系統(tǒng)障礙的主要原因。腦卒中后出現(xiàn)運動障礙的老年人不在少數(shù),大約50-60%的腦卒中患者留有運動障礙的后遺癥[4]。創(chuàng)傷性腦損傷(TBI)就更不用說了,記憶、語言行為障礙長期伴隨患者完全不是新鮮事[5]。
如果CCR5也能夠促進腦卒中和腦損傷之后的大腦恢復,將是一個令人心潮澎湃的好消息。
一般情況下,CCR5的主要表演舞臺在大腦的小膠質細胞中,大腦皮層神經(jīng)元的CCR5表達量極其低微。但是小鼠發(fā)生急性腦卒中之后,大腦皮層神經(jīng)元,尤其是梗死組織周圍的神經(jīng)元,CCR5表達水平顯著上升。直到腦卒中發(fā)生后的28天,CCR5依舊保持著不正常的高表達量。
那就意味著,腦卒中造成的神經(jīng)損傷,很有可能與CCR5的高表達有關。為了驗證猜想,在小鼠卒中的前3天,研究人員沉默了預期卒中部位的CCR5基因,以減少運動皮質神經(jīng)元中的CCR5表達,檢測小鼠的運動能力。
果然,治療組小鼠腿腳更加利索,走路更加穩(wěn)當,不像對照組的小鼠,兩只前腿明顯有點不協(xié)調。同樣走個網(wǎng)格,治療組小鼠的腳步失誤率是5.9%,而對照組的失誤率足足是它的兩倍,達到11.27%。
并且,抑制CCR5帶來的好處持續(xù)存在,在為期兩個月的觀察過程中,實驗組小鼠的活動一直比對照組要靈活。
既然找到了CCR5這么好的靶點,那絕對不可以放過它,不是,錯過它!
由于CCR5和艾滋病的密切關系,在FDA已經(jīng)批準的抗艾滋病藥物中,馬拉維若就是通過拮抗CCR5起作用的。研究人員一點不耽誤,馬上試了試藥物抑制CCR5是否也能夠成功促進腦卒中小鼠的運動能力恢復。
在小鼠發(fā)生腦卒中后24小時,研究人員開始為小鼠腹腔注射馬拉維若(100mg/kg),治療持續(xù)到第9周。
雖然藥物治療要比基因編輯治療在操作上靠譜得多,但是起效確實慢了一點兒。直到第三周,研究人員才觀察到治療組小鼠在網(wǎng)格上行走狀態(tài)優(yōu)于對照組。接受治療小鼠的失誤率為7.5%,對照組的失誤率為15.7%。
好在,停止給藥之后,藥物治療帶來的運動能力優(yōu)勢也可以保持下去。治療3周后停止給藥,在第9周時,小鼠的失誤率為27.4%,而未接受過治療的小鼠失誤率達到37.3%。
腦損傷除了會造成運動損傷,還會損傷海馬回路,導致顯著的學習和記憶缺陷[6]。后天性腦損傷的小鼠,也可以通過抑制CCR5來促進大腦恢復。
在發(fā)生急性腦損傷的前兩周,小鼠接受了抑制CCR5的治療。與沒有接受治療的小鼠相比,無論是敲除CCR5基因還是藥理性抑制CCR5,治療組小鼠都可以在更短的時間內識別任務對象,學習和記憶能力也更強。
通過對腦組織的檢測,研究人員發(fā)現(xiàn),抑制CCR5可以保護腦卒中和腦損傷之后逐漸減少的神經(jīng)元棘突,還能促進棘突的生長,有了這些小棘突,神經(jīng)元之間才能構成連接,行使正常的記憶、運動等功能。
這些發(fā)現(xiàn)無疑是令研究團隊十分興奮的,他們迫不及待想要知道抑制CCR5是否也能夠在人體中發(fā)揮如此神奇的作用。但是顯然,找一對夫妻來說服他們同意敲除自己后代基因的做法是非常不正確的。于是,研究人員找到了特拉維夫腦急性卒中隊列研究(TABASCO)。
TABASCO是一項對輕度至中度腦卒中患者進行長期觀察分析的隊列研究[7],在446名接受了認知評估的患者中,共有68名CCR5-Δ32突變的攜帶者。CCR5-Δ32突變會造成CCR5功能的缺失,在抵抗艾滋病感染中,就已經(jīng)顯示出了重要作用[8]。
事實證明,攜帶有CCR5-Δ32突變的人群,在腦卒中和腦損傷發(fā)生后的大腦恢復方面,也是得天獨厚的天選之子。
雖然突變的攜帶人群和非攜帶人群在病變位置、梗死體積等方面沒有差別,但是攜帶突變的患者大腦恢復得更快,記憶、語言、注意力和總認知得分都優(yōu)于非攜帶者。
抑制CCR5,雙亮氨酸拉鏈激酶DLK和環(huán)磷腺苷效應元件結合蛋白CREB表達上調,介導小鼠運動能力恢復
這是首次報道可以幫助人類腦卒中和腦損傷發(fā)生后的大腦恢復的基因突變,是一項具有里程碑意義的研究[9]。
科學家們甚至已經(jīng)有了抑制CCR5的候選藥物。如果馬拉維若被證明在人體中同樣可以促進大腦修復,將是更加令人興奮的發(fā)現(xiàn),它將“改變游戲規(guī)則”[9]。
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