攻克“难治性脑疾病”:研发出可诊断80%癫痫的新技术
KAIST研究团队
[亚洲经济 金奉洙 记者] 韩国本土研究团队开发出一项技术,有望以80%的概率诊断出难治性脑疾病——癫痫。
韩国科学技术院(KAIST)15日表示,医科科学研究生院教授 Lee Jungho 团队通过对患有儿童难治性癫痫——局灶性皮质发育不良患者的大脑组织进行研究,开发出一种可检测存在于极微量脑细胞中的突变的方法,并借此理解疾病发生机制、为治疗奠定基础。
本次研究内容已于上月26日刊登在世界权威神经医学学术期刊《神经学年鉴》(Annals of Neurology)。
癫痫是一种以反复发作为特征的神经疾病。癫痫患病率约为0.5%至1%,全球患者超过5000万名,韩国国内患者约为30万至40万名,仅次于痴呆和脑卒中,是第三大神经疾病。尽管美国食品药品监督管理局(FDA)已批准的抗癫痫药物超过20种,但因发作仍无法得到控制、对日常生活造成障碍的难治性癫痫患者比例仍高达全部癫痫患者的30%。现有抗癫痫药物仅通过抑制大脑过度兴奋来预防和控制发作症状,对疾病的根本原因及疾病本身并无影响。癫痫的发病原因包括遗传因素、脑炎、脑肿瘤等多种情况,但目前仍有超过一半的患者无法查明确切病因。尤其在儿童难治性癫痫中,如不能控制发作,就会发展为脑损伤;由于智能障碍、发育障碍,患者可能终身带病生活,对其进行照护的社会成本也十分高昂,因此开发治疗药物刻不容缓。
局灶性皮质发育不良是由于胎儿期大脑发育过程中出现异常,导致大脑皮质局部呈现异常结构并伴随癫痫发作的典型儿童难治性癫痫疾病。局灶性皮质发育不良型难治性癫痫尚无药物治疗,目前脑切除术是唯一的治疗手段,但术后复发患者比例高达30%至40%,且也有相当一部分患者无法实施手术。
研究团队早在2015年就曾在《自然·医学》(Nature Medicine)上首次在全球范围内报告称,先前完全不明病因的局灶性皮质发育不良,是由于与 mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白,调控细胞生长与分裂的信号转导蛋白)通路相关的基因在脑细胞中发生细胞类型特异性突变,从而引发发作。国际抗癫痫联盟(ILAE)据此于2022年修订了局灶性皮质发育不良的新诊断标准。然而,采用既有的大脑突变分析方法,仅能在约50%的患者中做出遗传学诊断,存在明显局限。
研究团队此前通过动物实验已经证实,即便仅有不足全部脑细胞1%的极微量脑细胞携带相关基因变异,也会改变整个大脑的发作活性度并诱发发作。基于这一点,研究团队尝试在以往大脑组织基因检测呈阴性的患者脑组织中,仅选择性收集呈现 mTOR 通路表达异常的大脑神经细胞,以此克服现有诊断方法的局限。
研究团队对19名采用既有方法仍无法查明病因的局灶性皮质发育不良患者的大脑神经细胞标记 mTOR 激活信号后,通过流式细胞分析仪进行分离收集,并开展全基因组碱基序列分析。其中30%的患者被发现携带极微量突变,20%的患者则被发现携带 mTOR 抑制基因 GATOR1 复合体的生殖系突变。通过对来自荷兰脑库的3名患者脑组织应用该团队的方法,3名患者均实现了遗传学诊断。
与传统方式相比,这一诊断路径在检测灵敏度上可将突变检出能力提高约34倍,同时将全部局灶性皮质发育不良患者的遗传学诊断率提升至80%。这为阐明局灶性皮质发育不良的根本病因提供了一种全新研究思路,并有望成为难治性癫痫治疗的重要转折点。目前,已计划通过 KAIST 教员创办企业,用于帮助局灶性皮质发育不良患者进行精准基因诊断,并据此为相关患者开发精准靶向突变基因的创新核糖核酸(RNA)治疗药物。
研究团队表示,希望通过这一能够检测极微量体细胞突变的新方法,准确理解局灶性皮质发育不良的发病原因,并在此基础上为难治性癫痫治疗药物的开发奠定一块小小的基石。
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