編者按:罕見病不罕見。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì),全球約有5000-8000種罕見病。盡管單一疾病的患者人數(shù)不多,但當(dāng)這些患者聚在一起,總?cè)藬?shù)將接近4億。也就是說,每不到20個(gè)人里,就有一名罕見病患者。在今年的國際罕見病日(Rare Disease Day),藥明康德微信團(tuán)隊(duì)希望通過這篇故事,為全球4億名罕見病患者及他們的家庭帶來生活的信念與堅(jiān)持的勇氣。
馬特·威爾西(Matt Wilsey)的生活令人羨慕。他出生于舊金山一個(gè)頗有名望的家族,在優(yōu)越的家境中接受了極好的教育。在斯坦福大學(xué)順利畢業(yè)后,馬特在硅谷盡情揮灑才華,打造了多家價(jià)值數(shù)千萬美元的科技新銳。
事業(yè)有成的馬特,感情生活也同樣美滿。2009年,他的妻子克麗絲滕(Kristen Wilsey)懷孕了。兩人給孩子起了格瑞絲(Grace)的名字,期待著愛情結(jié)晶的誕生。沒有人會(huì)想到,他們等來的,竟是人生的急轉(zhuǎn)彎。
突如其來的命運(yùn)
2009年10月24日,意外悄然而至。還在母親肚子里的格瑞絲心率突然下降,情況一度非常危急。克麗絲滕被緊急送往斯坦福大學(xué)醫(yī)院接受剖腹產(chǎn)。盡管手術(shù)很順利,但馬特卻隱隱感到心神不寧。他屢次把醫(yī)生叫來檢查格瑞絲,而醫(yī)生的回答總是格瑞絲沒有問題,請他放心。
時(shí)間的推移非但沒有打消馬特的擔(dān)憂,反而讓他的恐慌與日俱增。剛出生的格瑞絲目光渙散,不愿進(jìn)食。幾天后,她的肝功能又出現(xiàn)了問題,在新生兒重癥監(jiān)護(hù)病房待了足足兩周。令人不安的是,醫(yī)生做足了檢查,也不知道她究竟出了什么問題。
▲克麗絲滕,格瑞絲,以及馬特(圖片來源:Grace Science Foundation為藥明康德特別提供)
脫離危險(xiǎn)期后,格瑞絲被無奈的醫(yī)生要求回家靜養(yǎng)觀察。然而隨著時(shí)間推移,格瑞絲的病情愈發(fā)嚴(yán)重起來,還出現(xiàn)了許多令人擔(dān)憂的癥狀:與同齡人相比,她的認(rèn)知能力與運(yùn)動(dòng)能力發(fā)育得太慢了;肌張力低下讓她全身癱軟,就好像是個(gè)布偶娃娃;而從出生起就困擾她的肝功能問題,也絲毫沒有得到減退。
與所有關(guān)愛子女的父母一樣,馬特與克麗絲滕盡自己全力為女兒尋找病因。他們從美國的西海岸尋找到東海岸,造訪了能想到的所有頂尖醫(yī)院,咨詢了100多位醫(yī)生。盡管出現(xiàn)的癥狀越來越多,咨詢的醫(yī)生越來越資深,格瑞絲依舊沒有得到一個(gè)確切的診斷。
這并不能責(zé)怪醫(yī)生們。要知道,人類首次記載這種疾病,還是幾年后的事情。當(dāng)時(shí),它處于人類的未知領(lǐng)域,沒有人知道它的存在。
生命藍(lán)圖的錯(cuò)誤
2003年,人類基因組計(jì)劃宣告完成。這一里程碑不僅開啟了生物學(xué)的新紀(jì)元,還大大降低了發(fā)現(xiàn)基因突變的難度。如果一名患者的罕見病情是由基因突變所引起,我們就有機(jī)會(huì)通過“基因組測序”,找到遺傳密碼里的病因。
我們的基因組里,繪制著生命的藍(lán)圖。然而基因突變就像是印刷錯(cuò)誤,難以避免。大多數(shù)情況下,這些錯(cuò)誤帶來的影響有限,無傷大雅。極罕見的情況下,這些突變會(huì)造成嚴(yán)重后果,危及生命。
由于格瑞絲的病情遲遲無法得到診斷,許多醫(yī)生懷疑她是不是得上了某種還不為人知的罕見病。于是在兩歲那年,格瑞絲的父母帶她前往多家頂級醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)進(jìn)行全基因組測序,尋找答案。在著名的貝勒醫(yī)學(xué)院,困擾他們多年的難題終于得到了解答。
▲馬修·貝恩布里奇找到了問題的答案(圖片來源:馬修個(gè)人LinkedIn主頁)
答出這道難題的是當(dāng)時(shí)還在攻讀博士學(xué)位的馬修·貝恩布里奇(Matthew Bainbridge)。拿到格瑞絲的基因組測序數(shù)據(jù)后,馬修先在其中尋找了一遍已知的致病基因突變,卻沒有搜索到任何結(jié)果。
隨后,他又在其中尋找那些先前沒有被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),卻可能導(dǎo)致疾病的突變。這一次,他找到了突破口。馬修發(fā)現(xiàn),格瑞絲的兩條NGLY1基因(一條來自父親,一條來自母親)都出現(xiàn)了嚴(yán)重的突變。用他的話說,“一處突變非常糟糕,另一處突變也挺糟糕的。”由于這些突變,格瑞絲出現(xiàn)了NGLY1缺陷癥。
不會(huì)哭的孩子
從基因序列上看,NGLY1編碼了一種叫做N-聚醣酶1的酶,它能從錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)上移除糖分子,有助于細(xì)胞降解這些錯(cuò)誤蛋白。當(dāng)時(shí),人們并不知道它怎樣導(dǎo)致了格瑞絲的癥狀。或許,NGLY1基因上的突變讓她的細(xì)胞積累了太多“垃圾蛋白”,損害了她的健康。
但馬修知道他找對了方向。隨后,他投入了浩瀚的資料中,尋找關(guān)于NGLY1基因的更多資料。幸運(yùn)的是,他很快就找到了關(guān)鍵線索——2012年,杜克大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)表了一篇論文,探討“全外顯子測序”能如何在臨床上加速罕見病診斷。研究里,12名無法順利得到診斷的罕見病兒童以及他們的父母通過外顯子測序,找到了可能導(dǎo)致疾病的基因突變。其中,一名小男孩的體內(nèi)檢測到了NGLY1突變。
▲人類首次報(bào)道NGLY1缺乏癥,是格瑞絲出生3年后的事了(圖片來源:參考資料[5])
這名小男孩叫做伯特蘭。巧合的是,他的父親也叫馬特(Matt Might),當(dāng)時(shí)是猶他大學(xué)的一名助理教授。“我的兒子伯特蘭得了一種全新的遺傳病,”他在博客上寫道:“我的兒子是已知唯一缺乏這種酶的人類。”
在博客上,伯特蘭的父親詳細(xì)地記錄了兒子的病情,它們與格瑞絲的癥狀很像。馬修翻遍了這些博文,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很罕見的現(xiàn)象——伯特蘭不會(huì)哭。
格瑞絲會(huì)哭嗎?馬修很快發(fā)去了一封郵件。回信中,馬修得到了他想要的答案:據(jù)格瑞絲的母親回憶,3年多里,她只見過格瑞絲哭過一兩次。難受的時(shí)候,格瑞絲的眼睛里會(huì)有些濕潤,但幾乎從不掉淚。
這是屬于馬修的“尤里卡時(shí)刻”。兩名患者幾乎一致的突變和癥狀,讓他終于能夠確認(rèn),NGLY1基因突變就是格瑞絲的病因。
一名父親的戰(zhàn)斗
確診病因?qū)@兩個(gè)家庭而言都是一個(gè)解脫,這意味著在黑暗中經(jīng)過了漫長而痛苦的診斷探索,他們終于有了一個(gè)答案。但這個(gè)答案無助于兩名罹患罕見病的兒童告別疾病。2013年,伯特蘭6歲,格瑞絲3歲,他們無藥可用。
這是許多罕見病家庭所面臨的無奈。一年多前,還無人知曉這種疾病的存在;資源有限,很少有醫(yī)藥公司愿意投入生物學(xué)機(jī)制不明的罕見病新藥研發(fā);即便有公司愿意投入其中,一款新藥從研發(fā)到上市,平均也需要約10年的時(shí)間,成功率僅為10%。
血管中流淌著創(chuàng)業(yè)者精神的馬特很快就找到了解決方案。既然沒有人在研發(fā)治療NGLY1缺陷的藥物,他決定親自上陣。2014年,以女兒的名字,馬特創(chuàng)立了一個(gè)科學(xué)基金會(huì)。在那里,對生命科學(xué)一竅不通的馬特募集了數(shù)百萬美元的科研資金,并開始聯(lián)系來自大學(xué)、研究所、以及生物技術(shù)公司等各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家,希望他們能夠參與治療NGLY1缺陷的研究中。
在生命面前,素昧平生的陌生人,也可以成為志同道合的合作伙伴。受馬特的熱情所鼓舞,100多位頂尖科學(xué)家決定助他一臂之力,其中就包括了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主山中伸彌教授。這些科學(xué)家組成了一個(gè)結(jié)構(gòu)松散,卻目標(biāo)明確的團(tuán)隊(duì),從不同角度探索NGLY1致病的生物學(xué)機(jī)制。
▲諾獎(jiǎng)得主山中伸彌教授(前排左二)也向馬特伸出了援手(圖片來源:Grace Science Foundation為藥明康德特別提供)
在格瑞絲確診時(shí),全世界已知患有NGLY1缺陷癥的患者只有不到5位,這對于科學(xué)研究來說,樣本太小了。為此,馬特又與其他病患家庭合作,在全球?qū)ふ腋嗷加蠳GLY1缺陷的病患。互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,他們的聲音傳遍了世界的每一個(gè)角落。在他們的努力下,又有數(shù)十個(gè)患者家庭浮出水面。如今,確診的患者總數(shù)已經(jīng)接近50,增長了10倍。
▲馬特造訪香港的一個(gè)罕見病家庭,男孩Tai Tai也是全球數(shù)十位NGLY1缺乏癥患者之一(圖片來源:Grace Science Foundation為藥明康德特別提供)
在基金會(huì)的組織下,這些分散在全球的罕見病家庭于前年齊聚加州,為研究者提供了寶貴的血液和組織樣本。更重要的是,面對面的交流讓他們知道自己并不孤單,更讓他們看到有多少科學(xué)家正在為他們的子女奮斗。這樣的心靈慰藉,是無價(jià)的珍寶。
與時(shí)間的賽跑
因?yàn)橄嘈牛钥匆姟?016年,沒有放棄希望的馬特終于等來了曙光。作為協(xié)助馬特的100多名科學(xué)家之一,麥克阿瑟天才獎(jiǎng)得主卡羅琳·貝爾托齊(Carolyn Bertozzi)教授精準(zhǔn)地揭示了NGLY1蛋白參與的生物學(xué)通路——在細(xì)胞內(nèi),有一種叫做Nrf1的轉(zhuǎn)錄因子。只有當(dāng)它表面的糖分子被移除后,才能發(fā)揮正常作用。而NGLY1的功能,正在于此。
▲麥克阿瑟天才獎(jiǎng)得主卡羅琳·貝爾托齊教授揭示了NGLY1的生物學(xué)通路(圖片來源:Kuebi = Armin Kübelbeck [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)])
倘若患者體內(nèi)缺乏NGLY1蛋白,Nrf1就無法正常工作,這會(huì)影響蛋白酶體相關(guān)基因的表達(dá),最終影響到細(xì)胞內(nèi)的蛋白降解。于是,“垃圾蛋白”在細(xì)胞里越積越多,導(dǎo)致疾病。這個(gè)發(fā)現(xiàn)證實(shí)了人們之前的猜測。
更重要的是,這條通路中的蛋白酶體,參與到了許多重要的疾病之中,這包括了癌癥和大腦疾病。從罕見病研究出發(fā),我們收獲的新知,有望帶來更深遠(yuǎn)的影響。
馬特知道,是時(shí)候邁出下一步了。2017年,他募集了700萬美元的資金,正式成立了一家生物技術(shù)公司,探索NGLY1在治療多種人類疾病中的臨床潛力。和他的基金會(huì)一樣,這家公司以格瑞絲的名字命名。
▲NGLY1蛋白參與的生物學(xué)通路(圖片來源:Grace Science官方網(wǎng)站)
在生物醫(yī)藥行業(yè),這樣的例子并不罕見。1991年,一名德州男孩被診斷患有罕見的1型黏多糖病。在他的父母募集的研究資金下,科學(xué)家和醫(yī)藥公司帶來了首款治療這種罕見病的新藥。藥明康德集團(tuán)合作伙伴Amicus的首席執(zhí)行官約翰·克勞利(John Crowley)也是因?yàn)橄胍委熍畠旱凝嬝愂习Y,才創(chuàng)立了這家公司。
當(dāng)然,新藥研發(fā)從來不是一件容易的事。馬特的許多朋友也都給他打了預(yù)防針。但對于馬特來說,他沒有其他選擇。目前,罹患NGLY1缺乏癥的患者,年紀(jì)最大的也只有20出頭,更多會(huì)在成年前夭折。而在今年,格瑞絲已經(jīng)10歲了。
▲格瑞絲今年已經(jīng)10歲了。找到治療她的新藥,是一場與時(shí)間的賽跑(圖片來源:Grace Science Foundation為藥明康德特別提供)
馬特坦言,他不知道自己的女兒還能活多久。但在那一刻到來之前,他將繼續(xù)與時(shí)間賽跑。
參考資料:
[1] Grace Science Foundation official website, Retrieved Rebruary 26, 2019, from https://gracescience.org
[2] This Father Founded A Medical Research Startup To Save His Kid’s Life, Retrieved February 25, 2019, from https://www.fastcompany.com/40490486/this-father-founded-a-medical-research-startup-to-save-his-kids-life
[3] A FAMILY’S RACE TO CURE A DAUGHTER’S GENETIC DISEASE, Retrieved February 25, 2019, from https://www.wired.com/story/a-familys-race-to-cure-a-daughters-genetic-disease/
[4] Kids who don't cry: New genetic disorder discovered, Retrieved February 25, 2019, from https://edition.cnn.com/2014/03/20/health/ngly1-genetic-disorder/index.html?no-st=1551082731
[5] Anna Need et al., (2012), Clinical application of exome sequencing in undiagnosed genetic conditions, DOI: http://dx.doi.org/10.1136/jmedgenet-2012-100819
[6] NGLY1 gene, Retrieved February 27, 2019, from https://ghr.nlm.nih.gov/gene/NGLY1
[7] Carolyn Bertozzi, (2017), A Model for Accelerating Patient-to-Bench Research, ACS Central Science, DOI: 10.1021/acscentsci.7b00540
[8] Frederick M. Tomlin et al., (2017), Inhibition of NGLY1 Inactivates the Transcription Factor Nrf1 and Potentiates Proteasome Inhibitor Cytotoxicity, ACS Central Science, DOI: 10.1021/acscentsci.7b00224
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