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打破阿尔茨海默病的魔咒

    伊丽莎白·莫尔米诺(Elizabeth Mormino)

    获奖年份:2015

    获奖时年龄:33

    获奖时职位:马萨诸塞州总医院与哈佛医学院讲师

    获奖理由:伊丽莎白·莫尔米诺所研发的β-淀粉样蛋白检测方法,有望让民众在18岁时就对罹患阿尔茨海默病的风险做出预测。

    2000年,一位活泼开朗的女青年来到了美国加州大学洛杉矶分校的校园。这位女青年即将在这里开始自己为期四年的对神经系统科学的学习。而她之所以要选择神经系统科学这个专业,很大程度上是因为她的祖父——多年以前,她的祖父罹患了阿尔茨海默病,从此以后再也不能和她亲切地交流了。在她看来,祖父之所以遭此不幸,主要是因为当时的医疗技术不足以对此病症做出提前预警,而她要做的,就是通过对相关专业的学习,找到一种针对阿尔茨海默病的有效诊断方法。在理想的指引下,这位女青年围绕着阿尔茨海默病进行了细致缜密的研究,并凭借自己研究出的阿尔茨海默病早期预测方法,被授予“2015年《麻省理工学院技术评论》35位35岁以下科技创新青年”称号,她就是如今在阿尔茨海默病研究领域具有一定国际影响力的伊丽莎白·莫尔米诺。

    伊丽莎白·莫尔米诺生于1982年。2000年,她进入美国加州大学洛杉矶分校神经系统科学专业学习,4年后获得了该校授予的学士学位。2011年,她又完成了加州大学伯克利分校的研究生学业,并获得了神经系统科学博士的学位。2011年12月,急于找出阿尔茨海默病预测方法的伊丽莎白·莫尔米诺来到了位于美国东部的大都市——波士顿。在那里,她同时担任马萨诸塞州总医院与哈佛医学院的博士后研究员,后又升职为讲师。2017年1月,伊丽莎白·莫尔米诺来到了斯坦福大学,以助理教授的身份在该校医学院任职。

    在马萨诸塞州总医院和哈佛医学院的研究经历,使伊丽莎白·莫尔米诺有机会接触到更多的阿尔茨海默病病例。而伊丽莎白·莫尔米诺本人也在这些充满实践氛围的环境中实现了医学界在阿尔茨海默病诊断方面的有效突破。

    阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease,AD),又名“老年痴呆症”,是一种与人体神经系统有关的退行性疾病。患者如果在65岁之前发病,被称为“早老性痴呆”,而在65岁之后发病,则被称为“老年性痴呆”。阿尔茨海默病的临床特征一般表现为意识与记忆功能的不断退化,以及由此引发的生活自理能力的持续丧失。在伊丽莎白·莫尔米诺之前,医学家们已经通过大量的研究证实了这样一种理论:阿尔茨海默病并不是突发性的疾病,而是一种与生俱来的疾病,且在患者表现出病发症状之前,其脑部病变因素已经隐藏且对脑功能的破坏作用至少持续了10年。根据这种理论,“在患者发病之前便做出预警”就成了最直接,同时也是最有效的阿尔茨海默病的防治办法。

    事实上,在伊丽莎白·莫尔米诺涉足阿尔茨海默病之前,相关的学者已经发现:阿尔茨海默病的发病机理与患者大脑中的某些遗传因素存在着较大的关联,而这些遗传因素是可以在易受其影响的青年(发病之前)中检测到的。但由于个体的差异以及人体脑组织的复杂性,科学家对阿尔茨海默病的预测并不是一件容易的事情。

    为了找到这种对阿尔茨海默病具有标示作用的遗传因素,伊丽莎白·莫尔米诺带领她的团队选取了166位阿尔茨海默病患者和1026位健康的成年人(平均年龄为75岁)作为研究的对象。伊丽莎白·莫尔米诺检查了这些人群的基因组数据,仔细查找着在每一个研究对象身上都可能存在着的与阿尔茨海默病有关的特定基因变体,继而根据罹患该疾病的风险大小对这些研究对象进行打分。

    此外,在开展这项针对阿尔茨海默病的研究活动中,伊丽莎白·莫尔米诺还创造性地将显像剂匹兹堡复合物B正电子发射断层扫描(PET-PIB)和磁共振成像(MRI)这两种技术结合在了一起,对研究对象进行了综合分析。其中就包括对认知功能、记忆能力、脑内海马体积等细分项目的研究。

    经过研究,伊丽莎白·莫尔米诺在阿尔茨海默病患者的大脑中发现了一种名为“β-淀粉样蛋白”的特殊物质。一个人的大脑中一旦出现这种蛋白,则意味着其认知功能将逐步退化。同时,正是凭借着自己所采用的PET-PIB和MRI的综合分析技术,伊丽莎白·莫尔米诺得以直观地看清β-淀粉样蛋白的真面目。

    在找到特定致病基因β-淀粉样蛋白的同时,伊丽莎白·莫尔米诺和她的研究团队在对海马体的研究方面也有了重要的进展。伊丽莎白·莫尔米诺发现:罹患阿尔茨海默病风险较大的成年人,其脑部的海马组织往往比较小。而海马(又称海马体、海马回或海马区)正是人体脑部组织中专门负责处理长期记忆的一种结构。

    “除了特定的β-淀粉样蛋白,阿尔茨海默病的发病是不是也与较小的海马有关?”带着这样的疑问,伊丽莎白·莫尔米诺对那些尚未患病的成年人进行了后续的跟踪研究。结果证明了她的猜想:不管最终是否患病,对于老年人来说,基因风险评估得分越高,则意味着相关人员的记忆力越差、海马体积越小。在3年时间里,共有194位老人的认知功能达到了及格水平,15位老人产生了轻度的认知障碍。而在原本就患有轻度的认知障碍的332位老人中,有143位老人最终罹患了阿尔茨海默病。

    至此,伊丽莎白·莫尔米诺得出了自己的研究结论:尽管阿尔茨海默病在患者年老时才会发病,但该病的祸根其实在患者年轻时就已经埋下了——较小的海马可能会导致青壮年脑部β-淀粉样蛋白的产生,而β-淀粉样蛋白会在几十年后直接诱发阿尔茨海默病的临床症状。

    在该项研究结论的基础上,伊丽莎白·莫尔米诺又进一步做出了推导:阿尔茨海默病的罹患风险,可以在其临床表现出现之前就被外界检测到,即使是在相关人员年轻的时候。当然,伊丽莎白·莫尔米诺心里也很清楚,此次接受这个研究活动的对象数量有限,要想得出更加准确的结论,还有赖于更大规模的研究。

    发现了阿尔茨海默病的致病机理,也就意味着相应的预防和诊断工作变为了可能。2016年6月6日,伊丽莎白·莫尔米诺的研究团队在《神经病学》(Neurology)期刊上正式发表了自己的研究成果。随后,伊丽莎白·莫尔米诺在既有成果的基础上又开始了应用性研究,她的最终目标是建立了一个基于β-淀粉样蛋白基因的阿尔茨海默病评估体系。尽管由伊丽莎白·莫尔米诺所创造的这项分析技术目前仍处在实验阶段,尚未进入商业应用领域,但伴随着世界人口整体走向老龄化,老年人的健康将受到全社会越来越多的关注,而伊丽莎白·莫尔米诺的研究成果也必然会在社会中发挥越来越重要的作用。

    就在伊丽莎白·莫尔米诺探索出新型阿尔茨海默病检测方法的当年,全球的阿尔茨海默病患者的数量已突破4600万人。但根据相关机构的预测,到2030年,全球的阿尔茨海默病患者的数量会达到7500万人左右,而到了21世纪中叶,全世界的阿尔茨海默病患者的规模更将一举超过1.3亿人。数量巨大的患者群体会直接促生一个规模达6000亿美元的医疗细分市场。

    作为一名科研工作者,伊丽莎白·莫尔米诺心里一直十分清楚,当病发的时候再去医治她那早已被诊断为阿尔茨海默病的祖父已不现实。但她并不能因此就止步不前,因为在世界范围内仍然有千千万万的老年人甚至中年人,正在遭受阿尔茨海默病的威胁。为了尽早消除这种威胁,伊丽莎白·莫尔米诺必须不断探索治疗这种疾病的途径。事实证明,伊丽莎白·莫尔米诺的确在阿尔茨海默病防治领域探索出了一条新的实现路径。