疯牛病早期诊断的新希望


  克-雅病(Creutzfeldt-Jakob disease)是人型疯牛病的一种,能够引起致命的神经组织退行性病变,它可以经由食用被朊病毒(Prions)污染的肉类而被感染。朊病毒是一种蛋白质,能够引起其他蛋白质的错误折叠,尤其是大脑或其他神经组织的蛋白质。

  在疾病的初期,朊病毒在脑中通过自我复制而大量增值。这将导致支持细胞的异常增殖以及神经传导通路的退化,并最终引起脑细胞的死亡。当克-雅病被传统方法确诊时,疾病病程已发展到无可挽回的程度了。

  为了演示出普通方法无法观察到的克-雅病的病理改变过程,研究人员用朊病毒感染小鼠,并跟踪其发病全程,在10个时间点上分别检测小鼠脑内每个基因表达情况的改变。这种全基因分析法(global approach)将产生大约三千万个数据点。为了区分信号与干扰,找到在疾病进展过程中真正具有重要意义的基因,研究人员应用一种新的统计学方法,以弄清楚属于不同基因簇的基因间是如何相互调控的。研究人员从最初筛选出来的7400个相关基因(implicated genes)中精选出300个,这些基因被罗伊?胡德(Leroy Hood)称为“朊病毒反应心脏”。

  罗伊?胡德是西雅图系统生物学学院(the Institute for Systems Biology)的院长和联合创始人。他在过去的十年内开创了这种研究方法,并将其命名为系统生物学。他还与在蒙大拿州大瀑布城(Great Falls)麦克劳克林研究所(the McLaughlin Research Institute)主任乔治.卡尔森(George Carlson)一起,领导了这项新研究的发展。

  研究人员进一步研究了这300个基因,结果显示,它们可以编码多种分泌进血液的蛋白质。他们发现,被朊病毒感染的小鼠在出现任何症状的8到10周前,就能够从它们的血液中检测到上述蛋白质。日前,该项成果发表在《系统分子生物学》(Molecular Systems Biology)杂志上。

  胡德称,研究人员正在根据已发现的血液中的生物标志物,深入研究开发人型和牛型朊病毒疾病的商业检测方法。牛与人类的血液蛋白几乎与上述小鼠实验中发现的相同。

  胡德说:“这种全基因分析法能够让我们发现很多过去不知道的疾病相关标志分子。”目前,只有200个相关基因在疾病发展过程中被鉴定出来。所以,进一步的研究余下的100个基因,能够对朊病毒如何引起疾病有更新的理解。而这些基因都能够为药物研发人员提供治疗的靶目标。

  胡德目前希望能够为其他难以诊断的脑功能疾病研发血液检查方法。朊病毒疾病的研究已经证实了他们研究方法的有效,胡德称,研究小组将在其他神经系统退行性疾病的小鼠模型上应用这种方法,包括阿尔茨海默氏病和亨廷顿病(Huntington's.)。像克-雅病一样,胡德认为“这类疾病很难在它们的早期阶段被诊断出来”,而越早的诊断,就有可能带来越好的预后。