為救更多患兒，他們與罕見病“元兇”化敵為友

■本報記者 趙廣立

為救助一個患上“無名炎癥”的孩子，花兩年多時間揪出一個從未見過的致病基因，值得嗎？

由浙江大學生命科學研究院教授周青、良渚實驗室研究員俞曉敏及溫州醫科大學附屬第二醫院兒童風濕科主任鄭雯潔等人組成的“基礎-臨床”聯合研究團隊給出的答案是肯定的。他們覺得，即便是罕見病，一個致病基因的背後，也會有成千上萬等待被救助的患者。在精準醫療的路上，“一個都不能少”。

聯合研究團隊不僅使患兒病理研究“柳暗花明”，更通過與“元兇”化敵為友，找到瞭相關疾病診治的“又一村”。相關研究近日發表於《免疫》。

“無名炎癥”背後的謎

3年前的一天，鄭雯潔接診瞭一個罕見病例。一個名叫丫丫（化名）的孩子在本該活蹦亂跳的年紀，卻因反復關節腫痛10年多而隻能跛行。11歲時，她的身高隻有122厘米，與7歲孩童相當。

鄭雯潔很快組織醫院的兒童關節炎多學科協作團隊會診。仔細討論後，丫丫的病情被診斷為“慢性復發性多灶性骨髓炎”。經驗告訴鄭雯潔，要通過基因測序技術才能查出孩子的真正病因。然而，丫丫及其父母的全外顯子測序結果為陰性。這意味著人類目前已知的致病基因無法解釋丫丫的病情。

困惑之餘，她想到瞭擅長臨床遺傳診斷和致病基因鑒定的周青。

5年前，鄭雯潔與周青在學術會議上相識，兩人一臨床、一基礎，志趣相投、理念相和，由此開啟瞭長久的互補合作。在丫丫之前，她們聯手診斷瞭相當多的自身炎癥性疾病患者。

“我們長時間合作的目標，是發現一些罕見病患者的致病突變，進而對患者進行有效治療。”周青告訴《中國科學報》。

鄭雯潔向周青詳細介紹瞭丫丫的病情和基因檢測結果。隨後，周青組織團隊在實驗室對丫丫及其傢系的基因組數據作進一步分析。分析結果很快出爐，仍然是陰性。

“這個結果其實在我們預料之中。”周青說，現階段基因檢測機構對已知致病基因的檢測水平已經很高，結果基本不會有問題。

但這並不意味著無計可施。多年來跟自身炎癥性疾病打交道讓周青學到瞭一點：當現有科研結果無法解釋該疾病時，那就有可能存在此前未被報道的致病基因。

揪出幕後“元兇”

周青等人進一步探索發現，丫丫的IL1R1基因攜帶一個新發突變——K131E突變。這個突變，一下子把周青的思緒拉回到10多年前。

2009年，剛從中國科學院基因組研究所博士畢業的周青在《新英格蘭醫學雜志》上看到，美國國立衛生研究院的研究者Daniel Kastner鑒定瞭一個名為IL1RN的致病基因，並成功救治瞭患者。丫丫與那位患者有著類似的疾病表現，兩人的基因突變（IL1R1與IL1RN），還處在相同的信號傳導通路上。

直覺告訴周青，這個位於IL1R1上的K131E突變，極有可能就是丫丫患病的原因。

已有研究表明，IL-1通路在免疫調節中起重要作用，它通過IL-1與其受體IL-1R1的相互作用激活免疫細胞和炎癥反應，以幫助機體對抗感染和修復受損組織。這讓周青覺得病情的關鍵很可能就在突變的IL-1R1上。

在與鄭雯潔多次討論後，周青首先帶領團隊展開瞭大規模人群基因組數據篩查，對突變可能造成的蛋白功能影響提出猜想。從基因突變著手，研究團隊驗證瞭突變的功能及其致病機制。他們還構建瞭基因突變的小鼠動物模型，得到的結果和猜想的一樣。

“團隊獲得第一個陽性數據花瞭幾個月時間，而整個過程花費瞭兩年多時間。”周青說，這期間他們經歷瞭多次失敗和打擊，好在功夫不負有心人。

兩年多的實驗結果表明，K131E突變不影響受體IL-1R1與促炎細胞因子IL-1β、IL-1α相互作用，卻影響拮抗因子IL-1Ra與其結合。這使得激活的IL-1信號通路無法得到有效的負向調控，這與丫丫的生化指標極為吻合。

此外，動物模型實驗也證明瞭攜帶IL-1R1基因突變的小鼠相較野生型小鼠更易發生關節炎。這也與丫丫的臨床表型高度相似。

IL-1R1突變的致病性已確認，給丫丫的病情帶來瞭轉機。經醫院內外多輪專傢論證後，他們獲得瞭醫院倫理委員會批準和丫丫父母的知情同意，決定給丫丫註射靶向IL-1β的“卡那單抗”進行治療。盡管對用藥效果有一定預期，但大傢的心始終懸在半空。

結果比預期還要好。接受靶向IL-1治療後，丫丫的病情迅速好轉，治療前因膝關節疼痛而難以正常行走，治療後已經能和正常孩子一樣跑步、跳繩，身高也快速躥升——治療13個月，身高長瞭13厘米。

周青告訴《中國科學報》，很快，全球范圍內持續更新的關於人類基因和遺傳紊亂的數據庫“人類孟德爾遺傳數據庫”將收錄由於IL-1R1突變導致的新型自身炎癥性疾病——IL-1R1對IL-1Ra敏感性的喪失（LIRSA）。

與基因突變“化敵為友”

IL-1通路是當前治療炎癥性疾病的重要靶點，而針對該通路已有多款藥物被研發。丫丫的病例讓周青團隊想到，IL-1通路對機體的免疫反應至關重要，但過度或持續的IL-1信號激活可能導致炎癥性疾病的發生。這啟發瞭周青、俞曉敏等人，可以利用出現在丫丫身上的致病突變，對相關藥物作優化改造。

列洛西普是再生元制藥公司於2008年研發的一款靶向IL-1α和IL-1β的藥物。這款藥物有一個致命缺陷，它在結合患者體內的IL-1α/IL-1β時，無差別地識別結合拮抗劑IL-1Ra。這不僅降低瞭藥物有效性，也削弱瞭IL-1Ra這一天然抑制劑的功效。

聯想到處於IL-1R1胞外段的K131E突變可以抑制受體與IL-1Ra的結合，又不影響與IL-1β、IL-1α的相互作用，那麼在列洛西普中引入K131E突變，是否可以彌補這一藥物的缺陷？研究團隊基於實驗前期理論論證過程的充分準備，順利地開展瞭對這款藥物的改造和體內外功能論證。

“過程還算順利，前後大概用瞭一年左右時間。”周青說，一款新的、特異性靶向IL-1α和IL-1β但不結合IL-1Ra的創新藥—— rilabnacept誕生瞭。

誰能想到，一個給丫丫帶來病痛的基因突變，經科學傢的奇思改造後，可能在不久的將來造福更多患者。

“這款藥物要投入臨床，還需要進行一些藥理學和毒理學實驗及動物實驗。但因為這個藥物突變改造前已經經歷瞭多年的臨床論證，其安全性有保證，因此我們對這款新藥進入臨床應用充滿信心。”周青說。

從一個剝奪患兒快樂的“無名炎癥”，到臨床和基礎研究的完美配合，再到“化敵為友”的奇妙構思，這是一個激動人心的暖心故事。

“從一個‘丫丫’出發，未來可能會救助無數的‘丫丫’，這是最令我們激動的。”周青對《中國科學報》說，她一直以來有個“心病”，許多自身炎癥性疾病患者對這類病癥認識不足，不瞭解這是一類遺傳病，以至於到處求醫問藥也得不到有效救治。

“治療包括自身炎癥性疾病在內的罕見病，需要基礎和臨床的緊密合作，充分利用現有的醫學技術和藥物，同時不斷探索新的治療方法和藥物。”周青說，希望聚集社會各界的力量，真正做到在精準醫療的路上“一個都不能少”。