发现、检测、治疗罕见疾病:科技带来个性化的新时代

2020-11-25 47罕见病

发现、检测、治疗罕见疾病:科技带来个性化的新时代。一个来自美国国立卫生研究院、埃默里大学和西达斯-西奈的研究团队--识别和治疗非常罕见的疾病的专家--使用三种创新工具来检测以前未知的基因突变,在实验室中测试潜在的治疗方法,并为一名终身有不可控制的癫痫发作史的男孩启动个性化的药物治疗,这对他的认知和社会发展造成了重大影响。

发现、检测、治疗罕见疾病:科技带来个性化的新时代

"这种个性化的医疗方法体现了当前研究工具的力量,并显示了将这些技术应用于未来患者的巨大潜力,"Cedars-Sinai儿科和神经科成员、儿科神经学家Tyler Mark Pierson博士说。Pierson是Cedars-Sinai再生医学研究所的研究人员,是3月3日在线发表的Annals of Clinical and Translational Neurology上一篇文章的第一作者,该文章提前印刷。

皮尔森是美国国立卫生研究院未诊断疾病项目的成员,当他被介绍给患者及其家人时。孩子6岁时第一次在NIH-UDP就诊;他被诊断为病因不明的早发性癫痫脑病。患者从3个月大开始就出现了治疗耐受性癫痫发作,导致脑部发育出现重大问题,造成全球发育迟缓。NIH-UDP是NIH的国家人类基因组研究所(NHGRI)、罕见病研究办公室和临床中心的一个项目。

研究内容

发现、检测、治疗罕见疾病:科技带来个性化的新时代。研究人员在一个名为GRIN2A的基因中发现了一种 "de novo "基因突变--在一个家族成员中首次出现的突变。这一发现需要对患者的基因构成进行分析,以寻找发生变化的一个基因,从而使这一系列有害的事件发生。Pierson和他在美国国立卫生研究院-UDP和埃默里大学的同事们使用了一种最近开发的名为外显子组测序的技术,该技术专注于基因组的这部分 "功能"。他们进一步采用了一套独特的数据库和 "过滤器 "来简化他们的搜索,并筛选出假阳性结果,这在快速分析数千条基因序列的新一代技术中相当常见。

"基因组规模的测序是医学诊断中一个强大的新工具。然而,它返回的数据可能具有挑战性,特别是对于超罕见的疾病。这个家庭中GRIN2A变异的快速工作台到床边的故事是一个例子,说明医学、医学基因组学和基础科学的专业知识围绕一个孩子而凝聚。在这个时代,我们将努力把庞大的数据收集能力与个人的健康联系起来,这正是我们需要的合作类型,"NHGRI的儿科医生和生化遗传学家David Adams博士说。

皮尔森补充说,许多其他基因与几种形式的婴儿期癫痫有关,但只有少数其他早发性癫痫脑病的实例涉及GRIN2A基因。GRIN2A基因影响电化学事件,影响大脑中电脉冲的流量和强度。

在确定了新生基因缺陷后,研究人员进行了实验室实验,以确认由此产生的蛋白质功能障碍及其对电调节机制的影响。

"然后我们用几种已经被食品和药物管理局批准的药物进行了实验室研究,我们认为这些药物可能会阻断癫痫发作的活动。Memantine是一种为治疗阿尔茨海默病而开发的药物,被证明有一定效果。埃默里大学医学院药理学系科学家袁宏杰博士说:"这种药物此前在癫痫的动物模型中被发现有抗惊厥的作用,并已安全地用于自闭症儿童。

在实验室研究的基础上,memantine逐渐被添加到患者的治疗方案中,其中包括三种抗癫痫药物,这些药物几乎没有控制作用。使用memantine后,癫痫发作次数大幅下降,其中两种药物被停用。

研究意义

"我们相信这种GRIN2A突变启动了孩子大脑中的变化,导致了难治性癫痫发作,这导致了他发育不良和认知障碍,"Pierson说。"可以想象,这种个性化医学方法的早期干预可能会改变疾病的进程,并可能改变孩子的神经系统发育。我们的结果表明,患有早发性癫痫脑病的儿童应该接受类似基因变异的评估,有可能使用memantine或其他抗癫痫药物来减少长期影响。"

Pierson继续在Cedars-Sinai与小儿神经遗传学和神经肌肉诊所和他在再生医学研究所的实验室一起研究未诊断的罕见神经遗传疾病。皮尔森还是他的埃默里大学和美国国立卫生研究院同事最近在《自然通讯》上发表的一篇文章的合著者,该文章对GRIN2A突变如何导致癫痫病进行了更彻底的描述。

引用

Cedars-Sinai Medical Center. "Detecting, testing, treating rare diseases: Technology delivers new era of personalization." ScienceDaily. ScienceDaily, 11 March 2014. www.sciencedaily.com/releases/2014/03/140311100405.htm.

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