致命遺傳風險被忽視遺忘基因能否終結老年癡呆

　　1991年的一天，神經學家Warren Strittmatter讓他的老板看了一些令人困惑的數據。當時Strittmatter正在研究淀粉體-β——這是阿爾茨海默氏病患者大腦中分子塊的主要成分。他正在尋找淀粉—結合蛋白，但卻發現了載脂蛋白E（ApoE），它與該疾病并沒有明顯聯系。

　　Strittmatter的老板——美國杜克大學遺傳學家Allen Roses，立刻意識到自己的同事正在蹣跚接近一些令人興奮的東西。兩年前，該研究小組曾鑒定出阿爾茨海默氏病和染色體19之間存在遺傳相關性。Roses知道，編碼ApoE的基因也位于染色體19上。“這就像是一只閃電球。”Roses說，“它改變了我的生命。”

　　而現在，研究人員首次開發出針對ApoE4蛋白質的藥物，并吸引了企業的注意。

　　被忽視的風險

　　在人體內，APOE基因有3個普通變體或等位基因，編號2、3和4。Roses意識到，應該找出個體的APOE等位基因，看其是否會影響阿爾茨海默氏病患病風險。利用一種名為聚合酶鏈反應（PCR）的技術能夠對變體進行區分。但Roses幾乎沒有PCR方面的經驗，因此他要求團隊里的一名博士后檢測分別取自患者組和健康對照組的樣本。但是，這位博士后拒絕了：他們在忙于尋找潛藏在阿爾茨海默氏病背后的基因，ApoE似乎是沒有希望的候選者。Roses回憶起，當時實驗室的感覺是，“這是他的一個瘋狂想法”。

　　之后，Roses與妻子Ann Saunders進行了交談。Saunders是一位小鼠遺傳學家，對PCR十分熟悉。當時恰好她正在休產假，于是他們達成了一個協議。“她負責實驗，我負責照顧孩子。”他說。3周內，他們收集了數據，這些數據將加速顯示APOE4等位基因與阿爾茨海默氏病患病風險的大幅增加有關的標志性論文的出現。

　　20年來，APOE4仍然是阿爾茨海默氏病的首要遺傳風險因素。繼承APOE4的一個副本，患病風險就會增加4倍；有兩個副本，風險就會增加到12倍。但是，Roses的數據一直飽受爭議和忽視。數年來，當研究人員蜂擁研究淀粉體-β后，他們對APOE的興趣變小，只有少量實驗室在繼續研究APOE。

　　即便到現在，ApoE蛋白質在大腦中的功能依然未知。對這樣重要信息的忽視讓阿爾茨海默氏病領域之外的一些人感到困惑。在德國法蘭克福舉行的一個腦疾病論壇上，法國巴黎巴斯德研究所孤獨癥專家Thomas Bourgeron表達了他的困惑。“如果我知道有一個這樣的風險因素，我會熱衷于追逐它的。”

　　不過，對脂蛋白興趣的回升，部分原因是以淀粉體-β為目標的嘗試讓主要的臨床試驗反復失望所致。制藥公司開始撤回基于淀粉體的方法，一些學者將注意力轉向分子方面。

　　“淀粉體假設變成了有力的正統科學，它開始因信仰而非證據被接受。”預防阿爾茨海默氏病2020運動的主席 Zaven Khachaturian說。他提到，直到最近，“沒有人回頭問一問，我們有關該疾病的基本前提是否正確”。

　　激烈競爭

　　對于Roses的發現被忽視的原因可謂見仁見智，但許多人同意，一部分原因是它不合時宜。1991年，John Hardy和David Allsop提出“淀粉體層疊假設”。該理論假設阿爾茨海默氏病是由大腦中反常堆積起的淀粉體-β簇導致的。很多人支持該觀點，于是它戰勝了該領域大部分可能的發現。

　　但Roses并不同意該理論。“淀粉樣蛋白是積累成斑塊并導致細胞死亡和大腦萎縮的諸多物質之一。”他說，“我從不認為它是起因。”這樣說來，他可能會打消其他人調查ApoE—淀粉體聯系的念頭，并在不經意中建立起了兩種假說間的競爭。他也沒有得到其他經費支持ApoE研究。

　　另外，ApoE研究仍面臨技術障礙。這種蛋白質遍及人體，這就難以將大腦中的分子作為靶點。而且，英國阿斯利康公司的Menelas Pangalos指出，ApoE通常與脂肪綁在一起，因此在生化檢驗中易于粘住其他分子。

　　研究此類蛋白質需要非常熟悉脂質生物化學。“如果想研究ApoE生物學，你確實需要獻身實驗室，理解這些技術。”圣路易斯華盛頓大學神經學家David Holtzman說。Holtzman正是這樣做的，他建立了單獨實驗室，開發中樞神經系統脂蛋白處理技術。

　　淀粉體則是更容易的目標。經過20年研究，產生了一系列調節淀粉體-β新陳代謝的藥物，但這些藥物并未達到預期目標。2012年，六種藥物已經達到臨床試驗II或III階段，但由于安全性或缺乏效果，其中一半被放棄。“大量的失敗實驗令人恐懼。”加州大學舊金山分校格萊斯頓心血管疾病研究所所長Lennart Mucke說，“這嚇跑了很多大公司。”

　　剩余的3種以淀粉體-β為靶點的候選藥物，正在阿爾茨海默氏病患者及面臨高風險但未出現癥狀的人身上進行試驗。影像學研究揭示，具有高患病風險個體的大腦外觀和行為在阿爾茨海默氏病癥狀出現的數十年前就有所不同。相關試驗將檢測藥物能否阻止或延緩疾病。

　　Mucke提到，如果預防試驗失敗，學界應該勸服公司帶著前臨床試驗和早期臨床試驗數據重新回到書桌前。他樂觀地認為，ApoE研究可能很快就會產生影響。盡管這一領域存在障礙，但人們對ApoE4如何增加風險有了新的認識——Holtzman團隊和Mucke團隊通過轉基因小鼠獲得了發現。該分子可能通過兩個不同的路徑導致阿爾茨海默氏病，一種依賴淀粉體，一種則不涉及淀粉體。

　　不止阿爾茨海默氏病

　　“線粒體損傷假說為ApoE4為何會做‘壞事’提供了相當有邏輯和保守的解釋。”Mucke說，“不只在阿爾茨海默氏病的背景下，也可能在其他疾病背景下。”有證據證明它或許也是帕金森氏病和癲癇癥的風險因素。它也可能涉及腦損傷后不良結果產出風險的增加，以及未經處理的艾滋病病毒感染的更快蔓延。目前，已有15家生物技術公司打算與格萊斯頓合作，開發此類和相似藥物。

　　盡管無法獲得經費，Roses從未放棄對ApoE的研究。但就在他的團隊發現了ApoE和阿爾茨海默氏病間的聯系后，他對無休止的經費斗爭感到疲倦。于是，他離開學術界，進入產業界。在2008年重回杜克大學前，他在企業中度過了10年，繼續研究ApoE。

　　2009年，他的團隊描述了TOMM40基因中的一種非編碼DNA的延伸，TOMM40在染色體19中位于APOE旁邊。這種DNA延伸（簡寫為523）在長度方面有變化。523的長度能決定TOMM40和APOE的表達程度。

　　Roses表示，該發現是重要的，因為被TOMM40編碼的蛋白質（Tom40）對線粒體健康至關重要。Tom40能在線粒體膜外部形成一個通道，用于輸入蛋白質。離開這些蛋白質，線粒體就不能劃分。“這是一個重要影響。”Roses說，“但在阿爾茨海默氏病領域并不著名。”

　　Roses接著建議523應該被用于開發相關療法，及改善阿爾茨海默氏病風險試驗。如果活得足夠長，大部分人都會患阿爾茨海默氏病，但僅有大約25%的人攜帶APOE4等位基因。結果是，APOE4預斷測試將只得出部分信息。但Roses表示，APOE和TOMM40基因分型將能提供廣泛人群的信息。

　　其他實驗室也發現證據支持Roses的假設，但有人嘗試復制其有關TOMM40的發現遭遇了失敗。2012年，現就職于英國倫敦大學學院的Hardy和同事Rita Guerreiro撰寫了一篇評論，指出TOMM40不會獨立地影響阿爾茨海默氏病的患病風險。

　　但Roses對自己的假設并未動搖，他希望能很快得到更多臨床數據支持他的發現。未來幾年產生的成果將能讓研究人員重估其對癡呆癥的理解。“該領域正在承認當前方法的局限性，我們需要尋找新方向。”Khachaturian說。