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幾年前,，匹茲堡大學神經科學家,、匹茲堡神經退行性疾病研究所所長兼醫(yī)生的Tim Greenamyre 開始注意到自己身體出現(xiàn)了令人不安的癥狀：聞不見味道、便秘,、在睡夢中大喊大叫,、走路時一只胳膊動不了……2021年7月，年近七旬的Tim求助于一位神經學家同事,，確診了之前存疑的結果：他患上了帕金森癥——這是他在整個職業(yè)生涯中一直想要治愈的那種疾病,。 
Tim Greenamyre看到了治愈帕金森綜合癥的希望 圖源：JUSTIN MERRIMAN 1817年，英國外科醫(yī)生James Parkinson首次描述了帕金森癥的典型運動癥狀：震顫,、肌肉僵硬,、平衡協(xié)調障礙等。這些癥狀是由黑質（參與運動控制的中腦區(qū)域）中產生神經遞質多巴胺的細胞退化所引起的,。隨著疾病的發(fā)展,，患者逐漸難以說話或行動，其中很多人最終患上了癡呆癥,。雖然這種疾病本身并不致死,，但是其引發(fā)的吞咽困難和吸入性肺炎等并發(fā)癥則會導致患者死亡。這種疾病在美國折磨著大約100萬名患者，每年新增確診病例約9萬人,。據(jù)估計，全球有850多萬人患有帕金森癥,，這是世界上增長最快的神經系統(tǒng)疾病,。
圖源：pixabay.com Greenamyre研究帕金森癥30多年，在該領域內頗有建樹,。他曾經開發(fā)了一種被廣泛使用的帕金森癥動物模型,，并對環(huán)境觸發(fā)因素給出了重要見解。正是這項工作使他接觸到了誘發(fā)嚙齒動物疾病的化學物質,。這也許是導致他患病的一個因素,。“這件事太諷刺了！”Greenamyre有大約200名帕金森氏癥患者,，其中有些患者他已經診治了十多年,。他不愿想象自己的患者得知自己患上帕金森癥后是怎樣的一種心情。他害怕這個消息會讓他們喪失治病的信心,。更令人扼腕的是,，Greenamyre的確診正值帕金森癥的治愈曙光初現(xiàn)之際。研究人員認為,，他們可能終于接近繼阿爾茨海默癥之后第二常見神經退行性疾病進展的治療方法,。社會老齡化推動了帕金森癥患病率的大幅上升，但目前在美國唯一獲批的治療方法卻只能緩解癥狀,，“治標不治本”,。多巴胺是左旋多巴（L-Dopa）和卡比多巴的口服藥物組合。自20世紀70年代在美國獲得批準以來,，一直是一線治療藥物——雖然很多患者無法獲得或根本負擔不起,。這種藥物可以改善患者的運動癥狀，但用久了就會失效,，并產生副作用,。50年來，科學界一直沒能找到能夠阻止帕金森癥發(fā)展的藥物或療法,。這讓患者及其家人感到痛苦和沮喪,。邁克爾·J·?？怂古两鹕芯炕饡紫蝿展佟⑸窠浛茖W家,、Greenamyre曾經的博士后Todd Sherer介紹,，從1997年開始，與該疾病相關的基因突變的發(fā)現(xiàn)加速了這一領域的研究，為包括Greenamyre在內的科學家探索這種疾病的分子機制打開了大門,，涌現(xiàn)出了大量研究成果,。這些新知識反過來又使制藥公司能夠開發(fā)旨在減緩、阻止甚至預防疾病的藥物和其他實驗療法,。如今,，這些療法正以驚人的速度進入臨床試驗。“我們正處于一個轉折點,?！盨anders表示，目前有50多項針對這種疾病根源的臨床試驗正在進行中,。這與15年前,，她剛開始從事這一領域時的少數(shù)幾個增長相比是非同尋常的。盡管前景充滿希望,，但對于Greenamyre和他的帕金森癥患者來說,，預期的突破可能為時已晚。事實上,，當人們發(fā)現(xiàn)這種疾病時,，它已經在人們眼皮子底下活躍了幾十年。但 Greenamyre 仍然決心戰(zhàn)勝這種疾病,。去年秋天,，當他獲得福克斯基金會頒發(fā)的10萬美元研究領導力獎時,，他說：“被確診患有帕金森病從來不是好消息,。但如果非要選個時間點的話,現(xiàn)在就是攻克帕金森癥的最佳歷史時機?！?o:p>Greenamyre在紐約威徹斯特縣長大，父親是一名化學工程師,，母親是一名家庭主婦,。他在密歇根大學醫(yī)學院時， Anne Buckingham Young是Greenamyre在密歇根大學醫(yī)學院首先接觸到的講師之一,。Young是一位熱情洋溢的新任助理教授,，Greenamyre回憶時稱她有一股“天生活力”。Young對其博士研究（闡明毒士的寧如何對脊髓中的神經遞質甘氨酸的受體發(fā)揮作用）的描述,，讓Greenamyre對于藥學產生了濃厚的興趣,。他隨即加入了Young的實驗室，參與開發(fā)一種可視化大腦中神經遞質受體的技術,，來研究阿爾茨海默癥和亨廷頓舞蹈癥的機制,。1990年,，他開始經營自己的實驗室，并在羅切斯特大學的一家頂級運動障礙診所坐診,。那時,，他已經與人合著了20篇論文，其中兩篇發(fā)表在《科學》雜志上,。1983年,，《科學》一篇論文描述了北加利福尼亞州醫(yī)院里出現(xiàn)的一群突發(fā)帕金森癥的年輕人。所有人都服用了一種被稱為“MPTP”的街頭毒品,。它的有毒代謝產物MPP 破壞了黑質中的多巴胺能神經元?？茖W家們很快發(fā)現(xiàn)MPP 能進入并抑制復合物I,。復合物I是將食物轉化為細胞內微小動力室線粒體中能量的關鍵生物化學鏈中的一種酶。
圖源：A. MASTIN/SCIENCE 線粒體損傷可能在這種疾病中發(fā)揮了作用,，這是一條誘人的線索,。受到這篇文章的啟發(fā)，Greenamyre開始研究帕金森癥以及與之相關的化學物質,。研究該領域的人都知道,，MPP 并不是復合物I的唯一抑制劑。這種重要線粒體酶的經典抑制劑是家庭園藝中使用的一種名為“魚藤酮”的殺蟲劑,。魚藤酮是從植物根部提取的一種“有機”殺蟲劑,，人們曾經用它來驅除寵物身上的跳蚤和蜱蟲。野生動物機構也用它來控制入侵魚類的數(shù)量,。但對Greenamyre來說,，這種化學物質為探秘帕金森癥提供了一種思路。由于該物質可以很容易地穿過生物膜,，包括血腦屏障,，1990年，他開始使用放射性標記的魚藤酮來繪制復合體I在大腦中的位置,。與此同時,，有好幾個實驗室在患者的大腦樣本和血小板中找到了證據(jù)，表明帕金森病患者的線粒體中存在有缺陷的復合體I,。Greenamyre意識到,，他可以通過將大鼠暴露于魚藤酮中來模仿這種疾病。他預計這種化學物質會擾亂每個器官的線粒體,。結果確實如此,，但魚藤酮只對一種細胞類型產生了巨大的毒性作用。2000年,，當時就讀于埃默里大學的Greenamyre和他的團隊在《自然神經科學》雜志上發(fā)表了一篇具有開創(chuàng)性意義的論文,。報告說，給大鼠長期靜脈輸注魚藤酮會破壞黑質中產生多巴胺的神經元。此外,，存活的神經元含有聚集成團的α-突觸核蛋白原纖維,。這些聚集物與人類大腦中帕金森癥的標志——“路易體”的結構非常相似。更重要的是,，這些老鼠出現(xiàn)了典型的帕金森癥狀：動作不穩(wěn)定,、駝背、爪子顫抖和嚴重僵硬,。這項工作為研究人員提供了第一個同時捕捉到該疾病典型運動癥狀和標志性病理的動物模型,。這也增加了人們對魚藤酮和其他殺蟲劑可能引發(fā)帕金森癥的懷疑。在Greenamyre長期的研究工作中,，沒少接觸魚藤酮和類似化合物,。由于當時對于其毒性了解不深，所以在操作過程中也沒有特別注意防范,。確診后,，他曾懷疑，是否因為接觸這些化合物導致了他的患??？
他回憶道，魚藤酮必須溶解在二甲基亞砜（DMSO）等溶劑中,。這種溶液偶爾會灑在他的手套上,。而此時，二甲基亞砜會直接穿過手套進入皮膚,。于是,，他和團隊對此做了一些研究。2011年,，他們發(fā)表的一項高質量流行病學研究表明,，使用魚藤酮會使農民及其配偶患帕金森癥的風險增加2.5倍。如果魚藤酮確實可以引發(fā)帕金森癥,，那么它還有可能增加潛在的遺傳風險,。在帕金森癥患者中，90%為特發(fā)性疾病患者,，Greenamyre就是其中之一,。他們沒有患上帕金森癥的明確遺傳因素，但幾乎可以肯定是由不明確的遺傳易感性和環(huán)境觸發(fā)因素組合而導致的,。例如,，Greenamyre曾經有一頭紅發(fā)，流行病學研究表明,，這與患帕金森癥風險增加有關,。然而,，大約10%的帕金森癥患者是由于特定基因的突變引起的。自1997年《科學》公布首次發(fā)現(xiàn)α-突觸核蛋白基因中的一個之后,，許多科學家就將研究方向鎖定在基因上,。很快，他們發(fā)現(xiàn)了更多遺傳突變：一種名為Parkin的蛋白質,、一種名為LRRK2的酶和另一種名為葡糖腦苷酶的基因,。研究人員開始深入研究突變基因是如何引發(fā)疾病并造成損害的。
青年時代的Greenamyre,，紅發(fā)可能是帕金森癥的潛在風險標志,。然而，在那個時候,，Greenamyre遇到了事業(yè)與生活上的雙重打擊,。他經歷了一場漫長的離婚，實驗室的資金來源也出現(xiàn)了問題,。實驗室當時的主要資助者Picower基金會因投資失敗，損失了數(shù)千萬美元,。最艱難的2009年,，Greenamyre為了繼續(xù)維持13人的實驗室曾公開表示，“歡迎任何投資,，哪怕只有20美元,。”盡管面臨種種困難,，Greenamyre始終堅持自己的研究方向,，試圖找出破壞神經元的關鍵機制，而不是像其他人那樣追逐新的致病基因,。他一直專注于基因和環(huán)境之間的復雜關系,，重點關注與帕金森癥關鍵基因與殺蟲劑之間的相互作用。近年來,，Greenamyre將目光聚焦于LRRK2（發(fā)音為“l(fā)ark 2”）,，它代表富含亮氨酸的重復激酶2。它編碼的酶是一個主要的運動控制器,，調節(jié)細胞內的蛋白質和“囊泡”的運動,。該基因中的幾個突變使酶的活性超速運轉。這最終會損害溶酶體的功能,。溶酶體是降解不需要的蛋白質的細胞垃圾收集器,，這種損害被認為是導致疾病的原因,。LRRK2突變約占所有帕金森癥病例的3%至4%,。但在2021年，由現(xiàn)任阿拉巴馬大學伯明翰分校助理教授,、博士后Briana de Miranda領導的Greenamyre團隊發(fā)現(xiàn)，有些毒素可以模仿LRRK2突變的效果,。他們報告說,，溶劑三氯乙烯是一種用作干洗劑和金屬脫脂劑的線粒體毒素，它提高了LRRK2酶的活性,，并在老年大鼠的大腦中誘導了帕金森樣病變,。這項工作為幾十年前在北卡羅來納州勒瓊營海軍陸戰(zhàn)隊基地飲用受污染水的人提起的集體訴訟提供了依據(jù)。他們聲稱水中的三氯乙烯讓他們患上了帕金森癥,。Greenamyre數(shù)十年來在環(huán)境毒素方面的工作也為?？怂够饡葯C構向重新批準廣泛使用除草劑——百草枯的美國環(huán)境保護局提起訴訟提供了支持。與魚藤酮一樣,，百草枯會導致嚙齒動物患上帕金森癥,。美國環(huán)保局辯稱，在安全使用下,，百草枯在農業(yè)中的益處超過了對人類健康的風險,，并稱“沒有足夠的流行病學證據(jù)”表明百草枯與帕金森癥存在因果關系。Greenamyre在該案中提交了一份“法庭之友”簡報,，指責環(huán)保局忽視了將百草枯暴露與帕金森氏癥聯(lián)系起來的大量流行病學和動物研究,。事實上，百草枯在至少50個其他國家被禁止使用,。
魚藤酮導致大鼠多巴胺能神經元（藍色）的氧化損傷（品紅色）圖源：MATTHEW T.
KEENEY/UNIVERSITY OF PITTSBURGH自從Greenamyre揭示了使用魚藤酮會導致帕金森癥以來,，美國環(huán)保局已經兩次檢查了這種殺蟲劑的安全性。2007年,，魚藤酮被限制使用在控制入侵魚類上,，其產品也從園藝市場退出。去年,，美國環(huán)保局對其在魚類捕殺中的使用上升級了安全限制,，并重申了由皮膚暴露在魚藤酮中的職業(yè)風險。但遺憾的是,，該機構在2022年也審查了文獻,，得出結論認為“沒有足夠的證據(jù)”表明魚藤酮與帕金森癥之間存在因果關系。但學界并不這樣認為,?？茖W家們表示，Greenamyre等人的流行病學研究和實驗室工作具有說服力,。證明魚藤酮和其他殺蟲劑是引發(fā)性帕金森癥的重要誘因,，是一個非常重要的貢獻。確診患病后的Greenamyre照常在實驗室隔壁大樓的診所里出診,，他的很多病人已經在他這里治療了近10年,，有些高齡患者甚至已經與帕金森纏斗了20多年,。Greenamyre最終決定通過發(fā)郵件，告知患者自己患上帕金森癥的事實,。出人意料的是,，沒有嘲笑與譏諷，患者對這件事的態(tài)度很寬容,，甚至主動來安慰他,。患病以后,，Greenamyre也開始更加理解患者的心情,，特別是對于新藥或者新療法的期盼。2018年,，由研究科學家Roberto di Maio領導的Greenamyre團隊發(fā)表了一篇新論文,，讓治療帕金森癥的艱難探索再現(xiàn)曙光。他們開發(fā)了一種測定不同類型腦細胞中LRRK2酶活性的方法,，表明該酶在黑質產生多巴胺的神經元中過度活躍,，即使在基因沒有突變的患者中也是如此。附加實驗揭示了潛在的分子級的一系列關聯(lián),，最終導致細胞垃圾處理系統(tǒng)癱瘓,。研究團隊認為，這導致了異常α-突觸核蛋白的積累,。美國生物制藥公司Denali Therapeutics首席醫(yī)療官兼開發(fā)主管Carole Ho表示：“這是首次來自于實際患者組織中的數(shù)據(jù)……證明了特發(fā)性帕金森癥確實存在增加的LRRK2激酶活性”,。該論文強烈建議,，抑制這種活性可能有助于更多患者,，而不僅僅是3%至4%攜帶遺傳性LRRK2突變的患者。研究人員發(fā)現(xiàn),，在暴露于魚藤酮的大鼠中,，LRRK2抑制劑阻斷了通常由該殺蟲劑引起的所有異常反應。這一發(fā)現(xiàn)為下一步在人體內測試LRRK2抑制劑的嘗試提供了新動力,。目前,，Denali已經與Biogen達成合作，招募1000多名患有和不患有LRRK2突變的帕金森癥患者,，以觀察該酶的抑制劑是否能減緩疾病的進展,。不僅僅是Greenamyre的團隊，當前,，世界各地的實驗室和臨床試驗都在試圖通過藥物治療,、基因治療、干細胞治療等方法來修復或取代因病受損的多巴胺神經元,。有些研究通過提高葡萄糖腦苷酶的活性來抑制或者阻斷有毒的α-突觸核蛋白的聚集,；還有研究致力于找到“通用彈藥”來更好地修復和維護多巴胺神經元,。也有失敗的例子。近年來,，Biogen和AbbVie曾經因為實驗結果令人失望,，而多次終止攻擊α-突觸核蛋白的抗體的臨床試驗；Roche和Prothena Biosciences的試驗雖然仍在推進,，但試驗結果顯示,，他們的單克隆抗體prasinezumab對疾病進展沒有任何意義。
在基因發(fā)現(xiàn)開辟了帕金森癥的新方向之后,，有關帕金森的研究論文數(shù)量暴增,。 圖源：D. AN-PHAM/SCIENCE 帕金森癥的基本生物學在不同患者亞群之間差異很大。研究人員正在努力將合適的人與合適的試驗相匹配,，以便在最有可能對其做出反應的人中測試每種療法,。此外，在運動癥狀出現(xiàn)之前識別高危人群也能有所幫助,。例如,，如果在神經元廣泛喪失之前足夠早地給予α-突觸核蛋白抗體，可能對減緩病程有效,。?？怂够饡谶M行一項大規(guī)模的長期研究，尋找可以在疾病早期發(fā)現(xiàn)生物和遺傳標記,。今年4月,，這項研究產生了具有里程碑意義的結果：《柳葉刀神經病學》上的一份報告發(fā)現(xiàn)，通過脊髓穿刺對脊髓液中錯誤折疊的α-突觸核蛋白進行檢測,，有88%的幾率可以準確診斷出帕金森癥,，讓人們在開始出現(xiàn)運動癥狀之前識別出病癥?？茖W家們表示,，盡管這種侵入性測試不太可能被常規(guī)使用，但它卻是為臨床試驗篩選患者的有價值的方法,。甚至未來也有可能出現(xiàn)類似的血液檢測,。神經科學家Edward Burton是Greenamyre最值得信賴的同事。他回憶好友向他求助時的情景,，感到非常痛心,。在此之前，他就在兩人日常工作相處中發(fā)現(xiàn)了一些不對勁：比如當有人向Greenamyre提問時,，他的頭轉向提問者的速度太慢了,。那時，Greenamyre其實也一直因為嗅覺等癥狀感到擔心,。在疫情情況好轉后,，他找到Burton,，向他描述了自己的一些癥狀：多年來一直存在睡眠障礙，即快速眼動睡眠行為障礙（RBD）,，表現(xiàn)為睡眠期間不自主運動或行為異常,，如拳打腳踢、翻滾,、說夢話等,。這不是一個好兆頭。RBD是帕金森氏癥的早期癥狀,，也可能預示著更罕見,、進展更快的神經退行性疾病。Burton仔細聽取了他的描述,，然后給他做了運動測試,。當Greenamyre試圖快速打開和合攏食指和拇指時，他的左手出現(xiàn)了些微的滯后,。此外,，他的步態(tài)也有些不對稱，左臂不能像右臂那樣正常擺動,。“作為一個我非常喜歡和尊重的人,，檢查出的每一個身體跡象都讓我感到心痛?！盉urton通過診斷,，確定Greenamyre患上的是帕金森癥，而不是更嚴重的疾病,。通過服用多巴胺治療,，Greenamyre的癥狀開始好轉。如今,，半生研究帕金森癥的他開始認真感受自己的病癥及反應,。與疾病的同處也許為他的研究提供了更特別的視角,，也讓他更深刻地體會到了病人的心情與治愈疾病的熱切盼望,。Greenamyre樂觀地表示，現(xiàn)在的研究已經觸及了帕金森癥的核心,，雖然還沒有達到治愈疾病的黃金期,，但是希望“已經近在眼前”了。  https://www./content/article/twist-fate-what-happens-when-top-parkinson-s-researcher-gets-disease
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