Cell:染色體碎裂帶來醫學奇跡

作者:koo 來源:生物360 日期:15-02-12

Cell:染色體碎裂帶來醫學奇跡

        這裏要講述的故事可以說是一個科學奇聞,抑或是一個醫學奇跡。從前有個女孩從小患有嚴重的遺傳學免疫疾病,但她居然在三十多歲的時候自己痊愈了。科學家們發現,她的痊愈是因為造血幹細胞中發生了DNA破碎,去除了一個有害的基因。

        這個故事的主角生活在美國俄亥俄州的辛辛那提,她小時候總是反複遭遇細菌感染。醫生發現,她體內負責抵禦入侵細菌的白細胞水平異常低。1964年,《新英格蘭醫學》上的兩份報告描述了這個女孩的病情,將其作為WHIM綜合症的首個病例。這種疾病非常罕見,全世界大約隻有六十名患者。這些患者能夠長大成人,但是他們會因為頻繁感染而出現肺部瘢痕、聽覺損失和其他健康問題。而且WHIM綜合症患者對可能致癌的人乳頭瘤病毒高度敏感。

        2003年,研究者們將CXCR4基因與WHIM關聯起來。這個基因編碼一種細胞表麵蛋白,免疫細胞通過該蛋白來識別趨化因子。WHIM患者帶有一個有缺陷的CXCR4拷貝,使得這個受體過度活化,在應該關閉的時候關不上。結果是白細胞“卡”在骨髓裏無法進入血流,美國國家過敏症和傳染病研究所的免疫學家Philip Murphy說。

        Murphy及其同事一直在NIH臨床中心研究WHIM患者,以便更好的理解這種疾病和開發抑製CXCR4的藥物。兩年前,一個女子帶著自己的兩個女兒來做檢查。這名59歲的女子就是上文所述的第一位WHIM患者。她的兩個二十歲的女兒遺傳了這種疾病,表現出典型的WHIM症狀,血細胞中也存在著CXCR4突變。然而,這位母親自己在三十多歲以後就沒有出現過嚴重的感染。“這讓我們非常非常感興趣,”Murphy說。

        NIH開始對這位母親進行研究,他們發現,盡管其他細胞還帶有CXCR4突變,但這位女性的白細胞中已經沒有CXCR4突變了。研究人員檢測了這些表麵上正常的白細胞,結果發現2號染色體的一個拷貝比另一個拷貝短15%。全基因組測序顯示,較短的染色體拷貝曾經被打碎,缺失的那一塊包含CXCR4和163個正常基因。

        研究人員認為,這一現象是染色體碎裂(chromothripsis)造成的。染色體碎裂是指,一個染色體在複製過程被打碎,然後這些碎片以另一種順序重組。染色體碎裂事件是人們四年前在一個白血病患者中發現的,偶爾也出現在其他癌症中。發生染色體碎裂的細胞一般會死亡,如果細胞存活下來就會引發癌症。

        這項研究中的染色體碎裂發生在造血幹細胞中,可以源源不斷地為這名女性提供正常白細胞。研究人員發現,與正常CXCR4和WHIM版CXCR4相比,缺乏一個CXCR4拷貝的幹細胞能夠更好的移植給小鼠。正因如此,這位女性的白細胞現在全都表現正常。Murphy等人將這些研究結果發表在二月五日的Cell雜誌上。

        Murphy指出,這位女性身上發生的奇跡說明,染色體碎裂可以治愈疾病。以後可以在自己痊愈的罕見病患者中檢測這一事件。

        這一發現“非常有趣,”西奈山伊坎醫學院的臨床遺傳學家George Diaz評論道,CXCR4突變引發WHIM就是他鑒定的。Diaz由此想到了“柏林病人”的故事,這個HIV陽性患者得了白血病,但在接受骨髓移植之後,體內就沒有可檢出的HIV病毒了。這是因為他的骨髓供體缺乏一種趨化因子受體,HIV需要這一受體才能進入細胞。毫無疑問,現在這項染色體破碎研究也有著重要的臨床意義。

        原文檢索:

        Chromothriptic Cure of WHIM Syndrome

關鍵字:染色體,WHIM,碎裂,趨化因子受體,細胞存活

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