如何让实验室成果惠及临床医学研究?临床研究如何借助基础研究来调整和修正方向?这是摆在很多医学研究者面前的挑战。
不久前获得2008年度国家科技进步奖二等奖的“聋病发生的分子机制与防控预警的系统研究”,给研究者提供了启示。该项目负责人、解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科主任韩东一教授说,这项科研成果的取得,是从临床上找问题,从基础研究上解决问题,是临床和基础研究不断良性互动的结果。
临床要从实验室借“脑”
韩东一说:“从事临床研究的,要善于从基础研究借‘脑’。基础研究的结果,往往可以突破临床研究的瓶颈。有了基础研究和多学科的支持,临床研究的思路就一下子打开了。”
从1996年开始,在国家自然科学基金杰出青年基金、国家“863”计划等14项课题资助下,韩东一和科研团队从临床着手,开始了聋病的研究。
耳聋是人类最常见的致残性疾病之一,也是常见的遗传病。帮助耳聋患者重返有声世界,是众多医学科研工作者的梦想。韩东一介绍说,我国听力残疾者数字庞大,约有2780万人,占整个残疾人总数的34%。听力残疾往往导致语言残疾,无数聋哑人生活在无声世界里,严重影响生活质量和交流,给他们和家庭带来了巨大的痛苦和沉重的经济负担。
韩东一说,研究人员一开始试图从临床寻找突破,而将研究方向从临床转向聋病分子机制研究,源自一次偶然的启发。
2001年,韩东一参加在美国华盛顿召开的世界耳聋分子生物学大会,会上有专家提到“人类所有疾病与基因有关”。这句话突然点醒了韩东一:
既然疾病与基因的关系如此密切,那么攻克神经性耳聋,分子生物学是最有望通往成功之路的敲门砖。
韩东一向记者解释说,耳聋和别的残疾不太一样,大约60%的新生聋儿是由遗传因素导致的,我国每年大约有3万名聋儿出生。另外的40%为环境因素所致。对于环境因素导致的耳聋,可以通过预防感染、加强孕期围产期保健、避免应用耳毒性药物等措施有效地预防。但对于遗传性耳聋,只有走明确诊断的路。
这是一个大胆的设想,但缺乏证据,如何验证设想的正确性?韩东一说,这就需要从基础研究中寻找答案。从事基础研究,尤其从事分子生物学研究,必须要建立自己的实验室。韩东一坦言,当时承受着相当大的压力,甚至是通过贷款才建立起了科室的分子生物学实验室。
韩东一告诉记者,经过短短几年的发展,实验室每年能发表十多篇国际高水平论文。在这份成绩单背后的是,研究人员所坚持的“基础研究+临床应用”模式,从临床上找问题、从基础研究上解决问题,临床与实验室之间已形成了互动的良性局面。
基础研究应是临床的“根”
“无论临床医学怎么发展,基础研究都是‘根’。”韩东一说,目前已经知道,很多基因都与听觉有着千丝万缕的联系,其中的一个或几个基因存在突变,或一个基因中的不同位点存在突变,都会引起同一个表现,那就是耳聋。但在不同种族甚至同一种族不同地区的人群中,耳聋基因及其突变位点不尽相同。
“有的”才能“放矢”。开展中国人的耳聋基因诊断,不能照搬国外的数据,必须要有翔实的全国性分子流行病学数据作为指导。韩东一和研究团队做的第一件事,就是建立系统的中国聋病遗传资源收集网络及遗传资源库。他们收集并保存了8300个多种遗传方式及表型特征的中国耳聋家系及病例。
遗传数据的积累,让研究人员取得多项突破:在国际上首次提出和证明了一种新的耳聋遗传方式,即Y-连锁遗传的存在,丰富了遗传性耳聋的理论内容。研究还成功发现了一个X-连锁先天性聋哑家系致病基因POU3F4的新突变,破解了困扰该家族近百年的聋哑之谜;成功地对氨基糖苷类药物致聋的分子机理进行了系统研究,在国际上首次发现和阐明了线粒体12SrRNA C1494T的新突变,是家系成员接触氨基糖苷类药物超敏致聋的新分子机理;在国内率先开展了覆盖全国的聋病分子流行病学调查,成功完成了中国聋病易感基因热点突变图谱的绘制工作。
从2004年开始,解放军总医院聋病分子诊断中心从国内28个省、自治区、直辖市,共采集了3564名耳聋患者的DNA样本,研究结果验证了当初的设想。韩东一和研究团队发现21%的聋人带有GJB2基因突变,14.5%的聋人带有SLC26A4基因突变,另外分别有3.8%和0.6%的聋人带有线粒体DNAA1555G和C1494T突变。
这是一个重要的发现,揭示了中国聋人常见耳聋突变的发生频率,并确定了GJB2、SLC26A4、线粒体基因(A1555G和C1494T突变)是导致中国大部分遗传性耳聋发生的3个最为常见的基因,对以上基因进行检测,就可以诊断近80%的遗传性耳聋。
研究人员发现和证明了SLC26A4基因的突变是中国聋人群体中前庭水管扩大综合征患者的致病原因,并建立了症状前的基因检测方法。
这一系列发现很快惠及临床。解放军总医院聋病分子诊断中心从 2005年开始,就开展了耳聋基因诊断,为1500余名在门诊就诊的耳聋患者进行了耳聋基因诊断,为其中的500余名患者明确了耳聋的遗传学病因。最让韩东一满意的是,聋病分子诊断中心成功帮助51个已生育有一个遗传性聋儿的家庭进行再生育,并获得了健康的宝宝。
将耳聋基因诊断与产前诊断相结合,这一诊聋、防聋临床新实践,为遗传性耳聋的预防与干预提供了新的思路和手段。 韩东一解释说,这一科研成果从设计开始涉及基础、临床、流行病等多个学科,众多环节构成了科研成果产出的完整链条。
要善于转换科研思路传统的基础研究与临床实践往往被一系列的障碍分隔,专家形容说,这些障碍就像“篱笆墙”。对于这种临床与基础研究脱节的现象,国际上近年来开始强调“转换医学”这一概念,强调“从实验室到病床旁”的研究,强调将基础研究的成果转化为治疗手段。
韩东一评价这一现象时说,基础研究不能自己在家闭门造车,为了发论文而研究,为了拿课题而研究,而要结合临床的需要,开展针对性的研究。转换医学这一理念的倡导,要求医学科研工作者从临床工作中发现和提出问题,由基础研究人员进行深入研究,然后再将基础科研成果快速转向临床应用。基础与临床科研工作者密切合作,才能提高医疗总体水平。
在基础研究中取得突破后,解放军总医院研究人员借道产业研发,成功研发出了聋病基因诊断试剂盒,并在临床推广应用。2003年,线粒体基因1555位点A到G突变的检测试剂盒诞生,并通过了国家生物医学分析中心的鉴定,准确率达100%。
帮助数以万计的耳聋患者重返有声世界的努力,也产生了明显的经济和社会效益。韩东一说,在我国,每年要新生3万名聋儿,其中有40%可以通过基因检测进行产前干预,按照人工耳蜗植入和康复的最低费用每人30万元计算,仅仅通过基因检测预防新增1.2万名聋儿,每年将为国家节约资金36亿元。
韩东一说,打通基础与临床之间的“墙”,需要科研工作者常常转换角度思考问题,研究进程应该向一个更开放的、以患者为中心的方向发展。
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