一旦确诊便「宣告死亡」,为对抗渐冻症,他选择被改造成半机械人

2022-12-11 18:02 来源:微信公众号 - ShengWuXueBa 作者:生物学霸
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「我的微笑将是最后一个消失的东西。」这是全世界第一个半机械人在与渐冻症抗争 5 年期间,坚持的承诺。


2017 年,彼得·斯科特-摩根确诊了肌萎缩侧索硬化症(ALS)。这类患病者会在意识清醒的情况下,逐渐失去对肢体的控制,丧失行动、说话、吞咽甚至呼吸能力。通过多次手术,医生将管道直接插入他的胃、结肠和膀胱,将他改造成了半机械人。


借助科技的力量,彼得博士重建了自己的声音、虚拟形象,成为半机械人的彼得博士每周工作时间高达 60 小时以上,配合多种 AI 技术还完成了多次公开演讲和自传出版。


图片来源:书籍封面


今年 6 月 15 日,彼得·斯科特-摩根博士去世,终年 64 岁。生前彼得·博士曾宣称「我将不断进化,作为人类的我已经死去,未来我将以「半人半机械」的身份继续活下去。」彼得·斯科特-摩根博士的去世,让我们再次重视「渐冻症」的发病机制问题与目前的治疗困境。


迄今为止,全球范围内大约有 50 万名渐冻症患者,其中,我国渐冻症患者约 20 万人,其中,近九成患者在发病 5 年内死亡……



被称为五大绝症之一的「渐冻症」为何发病?


目前 ALS 的发病机制仍不明确,存在不同假说,发病机理的推测主要围绕基因突变、环境污染、重金属中毒、病毒侵染等。其中家族性(fALS)患者约占 5%~10%,主要由基因突变造成,散发性(sALS)病例约占 90%~95%[1],大部分致病原因不明。


近年来不断有 ALS 发病相关基因被发现,迄今报道的约有几十种,已发现导致 fALS 的突变基因包括 C9orf72、SOD1、FUS 和 TDP-43 等,其中最早被发现的是 SOD1(超氧化物歧化酶,Superoxide dismutase 1),它在家族性和散发性病例中分别占据 12% 和 1%;随着对 ALS 发病机制了解的逐渐深入,人们又发现了 TARDBP(TAR DNA binding protein,其编码 TDP43 蛋白),在 fALS 人群中占据约 4% 比例,虽然在 sALS 人群中占据很少比例,但在病理上 TDP43 更能代表 ALS 病理特征,逐渐成为 ALS 领域的新热点蛋白。



「渐冻症」真的是不治之症吗?


全球广泛用于治疗 ALS 的药物仅有两种,但这价格不仅昂贵,效果也不尽人意,远不能满足临床患者治疗需求。


新药研发方向除了针对传统药物的剂型进行改良以外,细胞、基因疗法也在加进研发中,包括反义寡核苷酸治疗(ASO)等[3]科学家们通过对 C9orf72、SOD1、FUS 和 TDP-43 等突变的深入研究,在小鼠模型中反复验证、模拟病人的病理和行为特征,探索针对 ALS 的新兴疗法。这些新兴疗法的进展标志着 ALS 基因治疗的新开端,为患有渐冻症的患者带来了新的希望。而动物模型也在 ALS 的治疗和药物开发中扮演着至关重要的角色。



小鼠渐冻症模型,正在扮演重要角色


针对三个 ALS 的热门基因突变位点及药物研究痛点,集萃药康从包含 human SOD1 基因的 BAC 中获得 human SOD1 片段,并对 93 位氨基酸进行突变,构建了 ALS 小鼠模型 B6-hSOD1 G93A;并且选取了 TDP43 及 RNF220 蛋白的不同突变位点,构建了 ALS 小鼠模型 B6-hTDP43 A315T、B6-RNF220。


B6-hSOD1 G93A 初步行为学验证数据——24 周龄小鼠出现运动障碍


B6-hSOD1 G93A, hSOD1 小鼠 24 w 抓力测试


实验结果显示:与 B6 小鼠相比,24 w 时 B6-hSOD1 G93A, hSOD1 小鼠四肢肌肉力量显著降低。


B6-hSOD1 G93A, hSOD1 小鼠 24 w 疲劳旋转棒测试


实验结果显示:与 B6 小鼠相比,24 w 时 B6-hSOD1 G93A, hSOD1 小鼠在棒时间显著降低。


B6-hTDP43 A315T, hTDP43 初步行为学验证数据——13 周龄小鼠出现运动障碍


B6-hTDP43 A315T, hTDP43 小鼠 13 w 抓力测试


实验结果显示:与 B6 小鼠相比,13 w 时 B6-hTDP43 A315T,hTDP43 小鼠在棒时间显著降低。


B6-hTDP43 A315T, hTDP43 小鼠 13 w 疲劳旋转棒测试


实验结果显示:与 B6 小鼠相比,13 w 时 B6-hTDP43 A315T, hTDP43 小鼠在棒时间显著降低。


B6-hTDP43 A315T 初步病理学验证数据——20 周龄小鼠出现大量 TDP43 蛋白聚集


B6-hTDP43 A315T, hTDP43 小鼠脑区 12 周 hTDP43 蛋白聚集检测


实验结果显示:B6-hTDP43 A315T, hTDP43 小鼠在 12 w 时,皮层区域可检测到大量 hTDP43 蛋白聚集。

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这三个品系均可应用于 ALS 药理药效及发病机制的研究。目前 B6-hSOD1 G93A及B6-hTDP43 A315T 品系已收集到初步验证数据,可一定程度上模拟 ALS 临床病人病理及行为学特征。


除了 ALS 模型以外。其他疾病相关小鼠模型以及各种行为学检测手段,在疾病机制研究、药物靶点研发相关实验中都扮演了十分重要的角色。



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内容策划:那雪妍
内容审核:邱天天

题图来源:图虫创意


参考文献

[1]. KiernanMC,VucicS,CheahBC,etal.Amyotrophiclateralsclerosis[J].Lancet,2011,377(9769):942-955.

[2]. ALS治疗药物开发的新动态及未来展望 撰文丨王鹏:同写意CNS新药俱乐部秘书长肌萎缩侧索硬化(Amyotrophic Lateral Sclerosis,AL... - 雪球 (xueqiu.com)

[3]. 让罕见被看见——渐冻症相关药物及研发进展|ALS|患者|药物|治疗|利鲁|-健康界 (cn-healthcare.com)


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编辑: 王凯

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