今天小編分享的科學經驗:為了孩子,他不得不成為“藥神”,歡迎閲讀。
作者:奶樹
編輯:蝌蚪
2020 年,在美國德克薩斯農工大學(Texas A&M University),生物化學和生物物理學系的實驗室裏,維沙爾 · 戈希爾(Vishal Gohil)正看着籠子裏活蹦亂跳的轉基因小鼠。
這些小鼠被敲除了 CTR1 基因——意味着它們無法像普通小鼠一樣吸收銅離子,進而影響了很多蛋白酶的功能,比如線粒體裏負責利用氧氣、能量代謝的細胞色素氧化酶。
簡單來説,這些小鼠被改造成了一種疾病模型。理論上,它們會在出生後 3 周内死亡。
但是在戈希爾面前的這籠小鼠,已經健康生活了兩個月以上,原因是戈希爾團隊給它們注射了一種叫" 伊利斯莫 "(Elesclomol)的藥物,可以有效幫助小鼠吸收銅離子。
小鼠實驗确認伊利斯莫能極大延長患病小鼠壽命(上圖)并近乎正常生長(下圖)(紅線為伊利斯莫 + 銅治療小鼠,黑線為野生小鼠,綠線為組氨酸銅治療小鼠)| 圖源:Guthrie L M, et al.
戈希爾團隊從 2012 年開始,嘗試了不同的藥物組合,從細胞到斑馬魚,再到如今的小白鼠,花費了整整八年的時間,才算是完成了最基本的實驗動物驗證,确認伊利斯莫的有效性。
這種無法正常吸收銅離子的疾病,叫門克斯病(Menkes disease)。與大量科研投入相反的是,這是一種罕見病,發病率只有 30-100 萬分之一。
在剛出生的幾個月裏,得了門克斯病的孩子和普通小孩沒什麼區别,但随着時間推移,無法吸收銅離子的症狀逐漸顯現:缺乏活力、四肢無力、頭發卷曲、發育遲緩,時不時還會癫痫發作。
未及時診斷的三歲大的門克斯病患者,伴随着顯著的肌無力和頑固性癫痫症狀 | 圖源:Fujisawa C, et al.
孩子即使被送到醫院,因為疾病的罕見,大多數醫生都無法判斷是什麼疾病,難以确診。而一旦時間耽擱,不能及時注射如組氨酸銅等藥物來補充銅離子,三年内孩子就會死亡。即使是後來注射組氨酸銅,藥物也很可能無法通過血腦屏障、抵達大腦發揮作用,最終只是杯水車薪。這也是戈希爾的研究成果最為重要且珍貴的地方。
2020 年 6 月,戈希爾團隊的這項成果發表在了《Science》雜志上,讓這個上世紀 60 年代發現的兒童絕症有了治愈的曙光——但這項八年的研究僅僅只是 " 曙光 ",藥物還需要進一步的臨床驗證,到上市還需要數年時間。
換句話説,伊利斯莫遠遠沒到能成熟到用于治療門克斯病的時候。
但是有人等不及了。地球的另一邊,一位只有高中學歷的父親,借助翻譯軟體,翻閲着各種看不懂的專業書籍,讀起了戈希爾的論文——因為,這是他兒子為數不多的救命稻草。
2019 年 6 月,雲南昆明的徐偉,迎來了他的第二個孩子徐颢洋。一家四口,忙碌而又幸福。
但是到了年底,徐偉發現有些不對勁:徐颢洋缺乏活力,四肢沒什麼力量,頭發也不怎麼長,身高、體重遠不如一般的小孩。随後家裏人還發現,孩子的體温也比其他小孩低一些,還時不時有些抽搐的症狀。
2020 年 5 月,徐偉帶着小兒子去了醫院。經過 3 個月的繁瑣檢查,徐偉從醫生口中得知了一個他從未聽過的名詞——門克斯病。
第一次聽説這種疾病的不止是徐偉,醫生也是第一次診斷這種疾病——這是雲南被确診的第一例門克斯病。
這是什麼病?徐偉打開搜索引擎,在滿螢幕的專業名詞之外,他看到了自己最不願意看到的字眼:" 發病率只有 30-100 萬分之一 "、" 往往在 3 歲前就會死亡 "、" 不及時注射組氨酸銅難以存活 " ……
三歲,已經一歲多的小徐颢洋時間不多了。
徐偉連沒時間傷感難受,他必須盡快找到能緩解疾病的藥物——組氨酸銅。
但在中國,這個藥物并沒有被獲批上市。徐偉想找藥企幫忙生產,但是罕見病極低的數量意味着沒有市場,那藥物就沒法回本,沒有企業願意做賠本買賣。
最終徐偉找到了一家上海的共享實驗室生產組氨酸銅,但是一次就要花 2 萬元——而對于門克斯病,組氨酸銅必須持續使用,這就意味着天文數字般的費用。
為此徐偉決定铤而走險:實驗室的儀器算下來也就 2 萬塊,沒問題,既然别人可以做,那自己一定也可以合成組氨酸銅。
為此他不顧家人反對,在家搭建了私人實驗室,購買了生物安全櫃、高温滅菌箱,也不擔心基礎不行,一切從頭開始,自學了生化合成、生物化學實驗,希望能自己合成組氨酸銅治療兒子。
徐偉家中的實驗室
0.1345 克二水氯化銅,0.245 克 L- 組氨酸,0.2 克氫氧化鈉,放在萬分之一的電子天平上精确稱好,每樣加水 40 毫升,一次性丁腈手套外又套上一層外科手術手套,一切都在超淨工作台有條不紊地進行。組氨酸溶液與氯化銅粉末碰撞出一瓶寶藍色液體,放在磁力攪拌儀上,在轉子引流下形成一個藍色漩渦。氫氧化鈉用于調節酸鹼度,當 ph 值為 7.4 時,組氨酸銅會以穩定的形态保存下來。如果一切操作得當,并通過無菌檢驗後,這些寶石藍般閃耀的溶液,通常在制備完成的第二天裝進避光袋,放入低温運輸箱,然後送到 200 公裏外的縣城。
——《一個父親的選擇:铤而走險自制藥,還是等着孩子死去》
徐偉制備組氨酸的筆記
徐偉成功了,但這不是終點。2020 年 9 月,從他第一次成功合成組氨酸開始,這個實驗重復了數百次,每天晚上,剛剛精确制作出來的藥物,都會注射進小徐颢洋的體内。
同時,文獻閲讀也不能停。組氨酸銅不是長久之計,科學發展日新月異,説不定,就能查到能拯救自己孩子的良藥呢?
此時,徐偉看到了戈希爾的研究——他們在小鼠模型上确認了伊利斯莫作為銅離子的載體,治療門克斯病的效果。
麻煩的是,伊利斯莫在國内也遠沒有獲批上市,要用還是得自己做,而且難度更大——伊利斯莫要求靜脈注射,一旦藥物制備有問題,或者注射過程出了岔子,那對本就虛弱的小徐颢洋,就是雪上加霜。
但架不住孩子剩下的時間真的不多了,徐偉必須铤而走險。
在另一位有醫學背景的病友家長的幫助下,徐偉通過現有的化合物,結合戈希爾論文裏的方法,合成出了伊利斯莫,并在确保動物實驗和自己實驗安全之後,給小徐颢洋注射進去。雖然各項指标有所好轉,但是一方面伊利斯莫确實還不夠成熟,另一方面小徐颢洋診斷、用藥的時間也還是晚了一些,他的疾病仍然在不斷惡化。
徐偉家冰箱裏存放着組氨酸銅(藍色)和伊利司莫銅(棕色)
徐偉只能寄希望于更新的技術。他自己開始學習了解基因編輯和基因治療技術,同時也參加了每年舉辦的罕見病大會,希望在大會上找到能治療自己孩子的研究。也正是此時,他的事迹也被記者發現,結合當時上映的電影,徐偉被冠以 " 藥神爸爸 " 的名号,逐漸廣為人知。
故事在此,也有了些許轉機。
因為在網絡上的 " 走紅 ",小徐颢洋的疾病被一些生物醫藥公司發現。2021 年 10 月,雲舟生物和藍圖生物兩家公司合作,前者提供藥物載體,後者負責基因靶點藥物設計,開始為徐颢洋準備基因治療。
對于門克斯病,甚至于絕大多數罕見病,基因治療都是一種全新的治療方案。但是大多數罕見病都是遺傳疾病,基因治療恰恰是最适合的療法——簡單來説,以腺病毒(AAV)作為載體,正常的 ATP7A 基因就可以被轉運到門克斯病患病最嚴重的大腦中。
而在過去幾年,已經有不少小鼠實驗都證明了這個策略的可行性——經過基因治療 + 組氨酸銅注射的小鼠,大多數壽命都延長到了成年以後。
小鼠上針對門克斯病的基因治療研究 | 圖源:Haddad M R, et al.
兩家生物公司在此基礎上,通過對幾個候選基因藥物的篩查,找到一類效果相對最好的新藥 LTGT06。徐偉也義無反顧地籤下了同意書,在小徐颢洋三歲生日之前,開始了治療。
治療很順利,小徐颢洋的症狀在确診後兩年來,終于見到了好轉:活動能力提高,自己也能抬頭、轉頭了,人看上去更精神了。
基因治療後徐偉抱着孩子,與醫院和生物公司負責人合影
從 1962 年,門克斯病第一次被醫學家發現。到今天的大洋彼岸,小徐颢洋的症狀開始好轉,戈希爾的研究成果準備投入臨床,人類正在嘗試攻克這項絕症。
事實上,全球還有 7000 多種像門克斯病一樣的罕見病,和上千萬飽受疾病困擾的患者與家庭,他們中大多數也都是像徐颢洋一樣,剛出生就患上一種不知名的疾病,全家人也為此絕望。
希望未來有一天,這些疾病都能被一一攻克,每個孩子都能自由且快樂地成長。
參考資料:
Fujisawa C, Kodama H, Sato Y, et al. Early clinical signs and treatment of Menkes disease [ J ] . Molecular Genetics and Metabolism Reports, 2022, 31: 100849.
T ü mer Z, M ø ller L B. Menkes disease [ J ] . European Journal of Human Genetics, 2010, 18 ( 5 ) : 511-518.
Guthrie L M, Soma S, Yuan S, et al. Elesclomol alleviates Menkes pathology and mortality by escorting Cu to cuproenzymes in mice [ J ] . Science, 2020, 368 ( 6491 ) : 620-625.
Haddad M R, Choi E Y, Zerfas P M, et al. Cerebrospinal fluid-directed rAAV9-rsATP7A plus subcutaneous copper histidinate advance survival and outcomes in a Menkes disease mouse model [ J ] . Molecular Therapy-Methods & Clinical Development, 2018, 10: 165-178.
《一個父親的選擇:铤而走險自制藥 還是等着孩子死去》陳鑫 .
>