發(fā)布時(shí)間: 2016年12月19日
在沙特阿拉伯首都一家醫(yī)院的會(huì)議室里,一位沙特陸軍上校在講述著一個(gè)因遺傳而導(dǎo)致死亡的故事。2004年,他和妻子迎來(lái)了第一個(gè)孩子,最初這個(gè)孩子看上去很健康,但6個(gè)月大時(shí),這個(gè)女?huà)氩荒茏ⅲ矌缀醪荒芸?。?dāng)時(shí)他們生活在法國(guó),而當(dāng)?shù)蒯t(yī)生找不到原因。這位父親說(shuō),當(dāng)時(shí)他們認(rèn)為是分娩時(shí)因缺氧而導(dǎo)致的腦損傷。
盡管他們的第二個(gè)孩子,一個(gè)男孩,是健康的。但5年后,第二個(gè)女兒也出現(xiàn)了類(lèi)似的發(fā)育遲緩。而這位軍官的妹妹的6個(gè)孩子中,2個(gè)健康,4個(gè)也出現(xiàn)了健康問(wèn)題:內(nèi)斜眼和智商低于70,在5歲前不會(huì)說(shuō)話(huà)和走路。
這位軍官和妹妹都是與堂兄妹結(jié)婚。因此,有人懷疑近親結(jié)婚導(dǎo)致了后代出現(xiàn)問(wèn)題。于是,這兩個(gè)家庭來(lái)到費(fèi)薩爾國(guó)王專(zhuān)科醫(yī)院及利雅得研究中心(KFSHRC),F(xiàn)owzan Alkuraya接待了他們。剛從美國(guó)回國(guó)的Alkuraya是一位年輕的遺傳學(xué)家。
在這些家庭將DNA樣本給他數(shù)月后,Alkuraya找出了答案:所有4位父母都攜帶一種完全相同的致病基因突變——基因ADAT3發(fā)生了變化。盡管這種突變對(duì)父母是無(wú)害的,但嚴(yán)重影響了繼承了兩個(gè)有誤基因的兒童。結(jié)果是,他們的細(xì)胞無(wú)法產(chǎn)生能將DNA轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)的酶。
前景廣闊
Alkuraya的消息為這些家庭帶來(lái)了一些安慰和希望。這位軍官說(shuō),“知道什么出了問(wèn)題,讓我們?nèi)玑屩刎?fù)?!睘榱俗柚箟幕虮贿z傳下去,他和妻子決定進(jìn)行試管受精(IVF),并借助植入前遺傳學(xué)診斷,篩選沒(méi)有繼承ADAT3突變的胚胎?,F(xiàn)在,他們有一對(duì)2歲大的龍鳳胎。“他們都是健康的?!边@位父親說(shuō)。
這只是Alkuraya接手的數(shù)百個(gè)求助者之一?,F(xiàn)年39歲的Alkuraya可能是沙特最有名的基因偵探。而他的工作是沙特過(guò)去10年中不斷發(fā)展的人類(lèi)基因研究的一部分——沙特人類(lèi)基因組計(jì)劃(SHGP)。
由于一些阿拉伯人選擇近期結(jié)婚,與其他中東很多國(guó)家一樣,沙特遺傳病患者的數(shù)量不斷增長(zhǎng)。于是,該國(guó)推出旨在研究沙特阿拉伯及中東地區(qū)疾病和慢性病遺傳基礎(chǔ)的SHGP。該人類(lèi)基因組計(jì)劃將是中東地區(qū)第一例基因組計(jì)劃,沙特將與美國(guó)一家專(zhuān)業(yè)公司合作。該項(xiàng)目旨在研究沙特阿拉伯及中東地區(qū)疾病的遺傳基礎(chǔ),并試圖通過(guò)整合基礎(chǔ)遺傳信息數(shù)據(jù)庫(kù),限制該地區(qū)常見(jiàn)遺傳疾病的傳播。
SHGP合作伙伴美國(guó)Life Technologies公司在一份聲明中稱(chēng),公司將采用Ion Proton技術(shù),在未來(lái)5年內(nèi)通過(guò)對(duì)沙特阿拉伯的10個(gè)基因組中心的10萬(wàn)個(gè)個(gè)體基因組進(jìn)行測(cè)序,研究沙特人的基因組,以找出許多無(wú)解疾病背后的基因突變。
盡管大部分疾病涉及已知的突變,但也有一些新奇的致病基因未被發(fā)現(xiàn)——Alkuraya研究組就碰到200多個(gè)。而這個(gè)相對(duì)規(guī)模較小的團(tuán)隊(duì)得出的成果,讓歐美研究人員驚訝不已?!癆lkuraya在沙特的成就讓我印象深刻?!焙商m內(nèi)梅亨大學(xué)人類(lèi)基因?qū)W家Joris Veltman說(shuō)。
Alkuraya和同事則希望不斷擴(kuò)充的致病基因突變目錄將不僅幫助有遺傳病風(fēng)險(xiǎn)的單個(gè)家庭擁有健康的孩子,還能促使危險(xiǎn)人群進(jìn)行婚前DNA測(cè)驗(yàn)。這些結(jié)果也將惠及中東地區(qū)以外的人群。而且,尋找健康的基因敲除人(即完全缺失某個(gè)基因的人類(lèi)個(gè)體)有望幫助人們發(fā)現(xiàn)新的治療手段。
但沙特基因?qū)W家將面臨諸多問(wèn)題。全球油價(jià)下跌導(dǎo)致的日益惡化的財(cái)政危機(jī)。今年,沙特政府劃撥給基因組計(jì)劃下一階段和正在進(jìn)行的Alkuraya等人的研究項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)被大幅削減。
不過(guò),Alkuraya的“基因偵查”活動(dòng)并未失速。美國(guó)布羅德研究所人類(lèi)基因?qū)W家Daniel MacArthur表示,“毫無(wú)疑問(wèn),(沙特)的機(jī)會(huì)是巨大的?!?/p>
文化沖突
在沙特,女性外出必須身著黑色長(zhǎng)袍。但在KFSHRC實(shí)驗(yàn)室,女性研究人員需要脫下長(zhǎng)袍換上實(shí)驗(yàn)服,并與男同事在一起工作。有些人會(huì)摘下頭巾,但也有人在實(shí)驗(yàn)室也帶著面紗。
這樣的傳統(tǒng)也解釋了,為何40%多的沙特人選擇近親結(jié)婚。這樣的聯(lián)姻有助于維持財(cái)富和部落聯(lián)盟。但近親結(jié)婚也會(huì)大大增加后代患隱性遺傳病的風(fēng)險(xiǎn)。如果父母雙方均攜帶相同的隱性致病突變,他們的孩子有25%的機(jī)會(huì)遺傳到這兩個(gè)錯(cuò)誤基因副本,并出現(xiàn)疾病。有數(shù)據(jù)顯示,沙特8%的嬰兒患有一種或部分遺傳病。
而且,有些疾病之前并未出現(xiàn)過(guò)。中東臨床醫(yī)生會(huì)求助歐美科學(xué)家,收集那些飽受后代疾病困擾的家庭的DNA,找出新的致病基因。2001年,人類(lèi)基因草圖公布后,該國(guó)同質(zhì)群體吸引了諸多遺傳學(xué)家的注意。
KFSHRC 遺傳學(xué)部主任Brian Meyer回憶道,基因測(cè)序先鋒Craig Venter曾試圖研究沙特人的DNA,作為藥物靶點(diǎn)。但出于對(duì)隱私和基因數(shù)據(jù)商業(yè)使用的擔(dān)憂(yōu),該計(jì)劃宣告失敗。
“這里的人們還沒(méi)有準(zhǔn)備好?!盡eyer說(shuō)。沙特居民也拒絕給HapMap提供DNA樣本。國(guó)際人類(lèi)基因組單體型圖計(jì)劃(HapMap)是繼國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃之后人類(lèi)基因組研究領(lǐng)域的又一個(gè)重大研究計(jì)劃。HapMap計(jì)劃是一個(gè)多國(guó)參與的合作項(xiàng)目,旨在確定和編目人類(lèi)遺傳的相似性和差異性。利用HapMap獲得的信息,研究人員將能夠發(fā)現(xiàn)與人類(lèi)健康、疾病以及對(duì)藥物和環(huán)境因子的個(gè)體反應(yīng)差異相關(guān)的基因。
因此,中東人至今仍缺乏相關(guān)的基因數(shù)據(jù),阿拉伯科學(xué)家目前正努力解決這一問(wèn)題,且成果顯著。
Alkuraya表示,臨床基因組學(xué)可以提高對(duì)智力障礙者的檢出率,方法可以對(duì)60%的病例給出結(jié)果,而傳統(tǒng)方法只能對(duì)其中的16%進(jìn)行判斷。與此同時(shí),基因組學(xué)的方法還可以揭示一些不常見(jiàn)的疾病變異情況和確診一些之前報(bào)道的病例。
除了診斷疾病外,沙特科學(xué)家還希望找出疾病起因。Alkuraya研究組新發(fā)現(xiàn)的200多個(gè)與人類(lèi)疾病有關(guān)的基因中,有一個(gè)叫DNASE1L3的基因,其突變能導(dǎo)致遺傳性狼瘡,并被視為治療這種免疫紊亂的藥物靶點(diǎn)。該研究組還找到數(shù)十個(gè)導(dǎo)致智力疾病的額外基因。
但辨別流產(chǎn)背后的基因問(wèn)題十分困難,因?yàn)檫@需要從流產(chǎn)胎兒中提取DNA。Alkuraya登記了有流產(chǎn)史的孕婦,當(dāng)她們?cè)俅纬霈F(xiàn)流產(chǎn)征兆時(shí),研究人員收集了胎兒組織樣本。
把它們挑出來(lái)
Alkuraya意識(shí)到自己已發(fā)布的基因和疾病關(guān)聯(lián)研究是初步的,他們并未進(jìn)行功能性研究確定這些基因做了什么。他表示,“我的哲理是,把這些基因挑出來(lái),”以便其他遺傳學(xué)家進(jìn)行研究。SHGP團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將涉及1萬(wàn)個(gè)體的基因數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布出來(lái)。
其中一些數(shù)據(jù)也將挑戰(zhàn)之前報(bào)告的基因—疾病關(guān)系。在日前發(fā)表于《基因生物學(xué)》期刊上的論文中,Alkuraya報(bào)告了數(shù)百個(gè)致病變異,但沒(méi)有標(biāo)明相關(guān)疾病。
在SHGP下一階段,研究人員希望研究心臟病和糖尿病等普通疾病,并基于患者DNA發(fā)展癌癥個(gè)性化療法。Alkuraya還計(jì)劃招募1萬(wàn)名志愿者在KFSHRC接受醫(yī)療服務(wù),收集他們的血樣和最基本的臨床信息開(kāi)展研究,以便尋找健康的基因敲除人,最終研發(fā)出新的藥物。
例如,通過(guò)對(duì)一位PCSK9基因完全缺失者的研究,科學(xué)家PCSK9基因編碼的一種酶可能具有調(diào)控LDL脂蛋白的作用,而LDL脂蛋白是心臟病患病的高危風(fēng)險(xiǎn)因素。這位缺失者體內(nèi)不存在PCSK9,所以其LDL水平也是被調(diào)查人群中最低的,而且她非常健康。因此,有些制藥公司意識(shí)到,抑制PCSK9蛋白的酶活性有望降低血膽固醇水平。而且在臨床實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)了該理論,PCSK9蛋白抑制劑早期臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),這類(lèi)藥物的確能降低血膽固醇水平,降低比例高達(dá)57%。
27歲的醫(yī)學(xué)院學(xué)生Mohammad Al Samel有3個(gè)兄弟姐妹患有嚴(yán)重的遺傳病。經(jīng)過(guò)Alkuraya的診斷后,Al Samel同意進(jìn)行DNA檢測(cè)以確定他是否也攜帶了錯(cuò)誤基因。他的未婚妻也接受了檢測(cè)。Al Samel表示,如果他們均攜帶突變基因,將再婚后使用“其他辦法”例如試管技術(shù),避免生下有病的孩子。
“我沒(méi)有健康的兄妹能跟我一起玩耍,我們從小大部分時(shí)間都在醫(yī)院里。我不希望自己的孩子也有這樣的經(jīng)歷。你無(wú)法想象?!彼f(shuō)。