第03章 罕见病篇 • 渐冻症与霍金的博弈

基因,人体微观世界执行者 作者:珜守约

        霍金这个名字许多人耳熟能详,也有人听过渐冻症这一罕见疾病,可是把这两者放到一起后,大部分人却不一定知道,原来霍金患的就是渐冻症。曾经在网络上看到,有些人拿霍金的疾病、身体样貌开玩笑,或许在有些人心中,认为这年代没个疾病,不好意思出门,不好意思上网,不好意思自称Fashion,或者认为是幽默的表现。人生确实需要幽默,但拿别人的疾病开玩笑,并不叫幽默,这是无知,因为在看不到的地方,有的人正在背负疾病的沉痛代价。

        斯蒂芬·威廉·霍金,是英国剑桥大学著名物理学家,20世纪享有国际盛誉的伟人之一。曾获得:英国荣誉勋爵、大英帝国司令勋章、英国皇家学会会员等荣誉。但是,他在2018年3月14日去了他钟爱的宇宙,全世界人都应该缅怀这位真正风趣幽默、不屈顽强的科学家。在科普渐冻人的文章前,不妨先了解下霍金。

霍金生平的关键词:渐冻症

        1959年,霍金入读牛津大学攻读自然科学。用了很少时间而得到一等荣誉学位,随后转读剑桥大学研究宇宙学。

        1963年,霍金被诊断患有渐冻症。医生曾经断言,身患绝症的霍金只能活两年,对于刚过了21岁生日的霍金来说,这无疑是极大的噩耗,但上帝给了霍金应有的善意,因为在不久的聚会上,霍金结识了第一任妻子Jane,订婚使他变得乐观。而Jane在今后的生活中,照顾霍金长达25年,看着他从默默无闻的研究生,变成伟大的科学家,期间还要照顾几个孩子、操持其它家务。

        1990年,霍金与Jane离婚。对于两人最终分手的原因,虽然媒体有不同的猜测,但是我倾向于接受《霍金传》一书中的介绍,两人离婚的原因与霍金的科学研究有关。霍金擅长物理领域研究,以无边界理论排除了上帝的概念,成了无神论者。然而,Jane却是一名虔诚的教徒,上帝是她的精神支柱之一。霍金或许不知道,大概是他不相信的“上帝之手”,才让Jane在25年时间里,善良的肩负起照顾他的重担。

        疾病让霍金的身体严重变形,头只能朝右边倾斜,肩膀左低右高,双手紧紧并在肩膀当中,不能写字,连看书也必须依赖翻书的机器。这样的困境下,他在手术过后的几天,写下了世界名著《时间简史》。再往后的数十年,逐渐全身瘫痪,失去了说话能力,余生和一个轮椅绑在了一起,全身上下只有三根手指、两个眼睛可以活动,而且也不自由,嘴几乎歪成S型,只要略带微笑,马上就会现出呲牙咧嘴的样子,成为他的标志性形象。

        霍金逝世后,安葬于全英国“最睿智”的墓园中,在剑桥大学亨廷顿路旁边的Ascension Burial Ground,这里被称为“剑桥教师墓地”。1857年起,在这片不怎么大的土地里,埋葬了超过2500人,多是赫赫有名的人物。有20世纪最伟大的哲学家,路德维希·维特根斯坦;有进化论的奠基人,查尔斯·达尔文;有60多位出现在《牛津国家人物传记词典》条目中的人物,包括天文学家、生物学家、工程师、诗人和哲学家,都埋葬在这里。

        据闻,即便是埋在Ascension Burial Ground的人物,也不能随便和其他人成为邻居,墓地里的具体位置取决于其生前的贡献。这次,霍金的骨灰被安置在牛顿的旁边,可见他的重要地位。据《剑桥新闻》报道,霍金的第一任妻子Jane表示,如果霍金安葬于此,将会得到很好的“陪伴”。从这句话里,让我再次看到了Jane的善良。

关于“渐冻症”

        渐冻症的真正名字:肌萎缩性脊髓侧索硬化症,英文缩写ALS,该病是一种渐进性的神经退行性疾病。它影响大脑和脊髓中与运动相关的神经细胞,会造成运动神经元死亡,导致大脑无法控制肌肉运动,最终,肌肉因缺乏运动而萎缩。早期症状包括:肌肉无力或僵硬,但随着疾病发展,患者的运动、语言、吞咽和最终的呼吸能力,都会消失。

        ALS的历史:1869年,法国神经学家让-马丁·查克特给这个病命名,并描述了这一疾病的表型。但直到1939年,美国著名的棒球运动员卢·格里克,因为这个病停止比赛,ALS才引起更广泛的关注,也因此,在美国,ALS常常被称作卢·格里克氏症。在法国,ALS又叫夏科病,而在英国,常被叫做运动神经元病。

        在我国,通常将肌萎缩侧索硬化和运动神经元病混用,说的是同一种病。在2018年5月11日,国家卫生健康委员会等5部门联合制定了《第一批罕见病目录》,肌萎缩侧索硬化病被收录其中。

        这个病被更多人所知,是源于2014年的一个活动,美国波士顿学院的前棒球选手发起的“冰桶挑战”。这个挑战风靡全球,各界名流大佬纷纷参与挑战,参与者可以邀请其他人,被邀请者要么在24小时内接受挑战,要么就选择捐出100美元。借着冰桶挑战在网络上的快速扩散,ALS疾病进入更多人的视野。虽然这个活动显得有些“哗众取宠式”,不少人对此提出批评。那么,这场公益营销真的值得吗?

        每个人得到答案前,还需要了解冰桶挑战背后的故事。2014年,遗传学家John Landers等人,向美国慈善协会ALS协会申请100万美金的研究经费,打算将申请到的这笔费用,用于Project MinE的子项目。Project MinE是个国际性的合作项目,旨在对数万名的ALS患者进行基因测序,破译ALS的遗传机制。

        当时,Project MinE的目标,对22,500个样本进行DNA测序:22500个样本中,包括15000个ALS样本,和7500个健康人群样本(用作对照)。在2014年,当时美国基因测序领军公司Illumina宣布,得益于新一代测序技术和设备,个体全基因组测序的费用降到1000美金。那么粗略计算,也至少需要2250万美金,这还不包括其他的费用。所以,即便是ALS协会赞同Project MinE项目,也无法提供巨额的资助。注:Project MinE可在维基百科进行查询。

        幸好有了“冰桶挑战”在全球蔓延,许多参与者向ALS组织,包括ALS协会捐钱,直接为ALS协会带去了1.15亿美元的捐款,保证了Project MinE在美国的子项目顺利进行。事实证明,虽然这个活动有很多争议,但是在2014年后,人们的捐款并没有停下,对ALS的研究项目也开始多了起来,科学家发现了更多的ALS致病基因,这是难以衡量的价值。

        不得不说,在特定的情况下,“哗众取宠”对引发罕见病的关注更为有效。

渐冻症的遗传学研究

        ALS作为一种罕见病,普通人并不需要担心,它不会传染。但是,对于患者来说,却是一件很不幸的事情。一般患者在确诊后,大概能活3-5年,大约20%的病人可以存活超过5年,还有5%左右的病人比较幸运,差不多可以超过20年,霍金就是这5%中的一位。

        由于罕见病的患病人数比较少,不会像常见病那样有很多的研究与治疗,ALS也是如此。目前来说,人类之所以还无法战胜ALS,原因之一就是还不清楚这种疾病的病因。

        ALS不仅是最致命的一种疾病,也是最神秘的一种疾病。只有10%左右的患者,具有明显的遗传倾向,这类型的ALS,被称为“家族性肌萎缩性侧索硬化症”,一般是SOD基因突变最为常见,该基因位于21号染色体上,编码超氧化物歧化酶,简称:SOD,所以这个基因才叫SOD基因。注:通常以某基因编码的蛋白质进行该基因的命名。

        要想了解SOD基因的功能,首先需要了解它编码的蛋白质SOD的功能。SOD在1938年首次发现,1969年被McCord等人重新研究,发现SOD的催化过程,简单来说,SOD可以消除新陈代谢中的有害物质,如果细胞可以一直补充SOD,就能持续清理掉有害物质,保持细胞的活性,起到抗衰老的效果,这也是为什么化妆品中会添加SOD。

        当一个人生下来时,携带着突变的SOD基因,越到后来,有问题的基因越不能起到作用,产生不了足够的SOD,导致神经细胞中有毒物质积累的越来越多,引起运动神经元死亡,大脑无法控制肌肉运动,最终成为渐冻症患者。目前已知儿童期的起病者,平均发病年龄约为8岁,最小者仅为9个月,另外一些人则是成年后才发病,至于什么时候发病,主要取决于相关基因突变的程度。

        迄今为止,科学家已经发现了与ALS有关的SOD基因突变,已经超过了100种。但ALS更多的是散发的案例,找不到相关的基因,就弄不清楚发病机制,因此也没有好的治疗方式。如果能找到治疗该病早期阶段的方法,比如阻止神经元的死亡,而不是在ALS形成后再试图阻止,就有可能开发出有效的治疗方法。

        好在,世界各地的科研人员正在努力研究,寻找更多与ALS有关的基因和突变,相信不久的将来,分子遗传学研究一定能够帮助我们清楚全部的ALS发病机制,最终彻底治愈这种疾病。内容充实的生命,才是长久的生命,不要用时间来衡量生命,霍金给出的就是这样一个榜样。希望所有人在了解ALS疾病的遗传背景之后,还能对生命的顽强有所思考。


参考文献:

[1] Andrew Scott. (2017) On the treatment trail for ALS [J].Nature , 550: S120-S121

[2] Emily Sohn. (2017) Fundraising: The Ice Bucket Challenge delivers [J].Nature , 550: S113-S114. Ammar Al-Chalabi. (2017) Don’t keep it in the family. Nature , 550: S112


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