阿德里安· R · 克赖纳(左)和弗兰克· 本内特(右)在科学突破奖现场的红毯上。克赖纳教授和本内特博士共同研发的基因疗法,可以解决脊髓性肌萎缩症带来的瘫痪和早夭。而这也是FDA在这种病症上批准的第一种也是唯一一种药物。因为这项研究,他们获得了2019年科学突破奖生命科学奖。
每次回想2014年的夏天,女儿艾玛·拉尔森(Emma Larson)刚被确诊患有脊髓性肌萎缩症(Spinal Muscular Atrophy,SMA)时,戴安娜·拉尔森(Dianne Larson)的感觉就像跌入深渊。在疾病的威胁下,戴安娜根本不会想到,艾玛会在接下来的5年里能奇迹般的恢复健康。
也不会想到,在5年后,她会和丈夫一起出现在2019年科学突破奖(BreakThrough Prize)的颁奖典礼上,向创造这个奇迹的阿德里安·R·克赖纳(Adrian R. Krainer)教授和弗兰克·本内特(Frank Bennett)博士表达自己的感谢和敬意。
2013年的深冬时节,室外的寒风吹得室外的树干直摇晃,街上的人也戴着口罩,免得凌冽的空气直接把脸都冻僵。住在美国纽约州长岛的戴安娜只好让她半岁的女儿艾玛在家里玩。邻居的孩子都开始慢慢学着往前爬时,艾玛却有些反常,她连把腿弯起来,用手臂支撑前身都做不到,有时连抬头都显得有些困难。戴安娜隐约觉得孩子生病了,她得带着艾玛去医院看看。
没想到,来来回回折腾了半年时间,也没有什么进展。直到2014年的7月做了基因检测,艾玛才被确诊为脊髓性肌萎缩症。戴安娜听到这个消息的时候都惊呆了,她的丈夫也在医生的言语间感受到了绝望。“这种疾病目前并没有好的疗法,也没有对症的药,是婴儿致死率最高的疾病,”医生说。
这时的拉尔森夫妇才知道,在全世界范围内,每6000到10 000名新生儿中,就可能出现一例脊髓性肌萎缩症,如果病症出现得特别早,婴儿极有可能早夭。患者会出现肌肉无力,身体瘫软的现象。逐渐地,依靠肌肉才能正常发力的骨骼也开始扭曲变形。主要由肌纤维组成的心脏也会表现出衰竭等现象。但凡与肌肉组织有关的生理活动,都会在患上这种疾病以后,出现各种不同程度的功能失调。
医生在确诊艾玛患上了脊髓性肌萎缩症时,特意说明了她属于SMA-2型:一般是在半岁到一岁之间发病,大部分患者会失去独坐的能力,能够活上数十年,但只能依靠轮椅生活。对于脊髓性肌萎缩症的焦虑,不止患者的父母才有,作为医药公司Ionis创始人之一的弗兰克·本内特也觉得这件事不可理喻。他有检索疾病研究进展的习惯,同时也会关注医疗方案的进展。
当他看到关于脊髓性肌萎缩症的医疗方案时直摇头:如果患者无法独坐,则提供轮椅或坐立辅助设备;如果患者已经出现呼吸或者吞咽困难,需要直接提供呼吸支持系统。这些方案只能提供最粗浅的手段应对表面症状,在真正解决疾病时体现的无力感让人有些绝望。
在持续跟进的过程中,本内特在学术期刊《自然·结构生物学》(Nature Structural Biology)上发现了一篇非常有意思的文章。文章中提到了一种人工合成的RNA样分子,如果用于人类,或许可以从根源上解决脊髓性肌萎缩症。于是他迫不及待地和文章的作者、美国冷泉港实验室的分子生物学家克赖纳教授联系。这时才2004年,距离那篇文章发表不到一年时间。
初次见到克赖纳教授时,本内特心里其实已经非常看好他们的合作。本内特的性格外向,喜欢主动整合各种资源推进自己的项目。克赖纳则非常稳健,他贴耳的络腮胡和沉稳的面相透露着典型精英知识分子的气息,他的自律和毅力基本毋庸置疑。于是他们一拍即合,开始分工协作,希望快速把这种极具潜力的成果转化为有实际用途的药物。
克赖纳教授研发出了一段反义寡核苷酸(antisense oligonucleotides,ASO),可以直接贴到pro-mRNA的片段上,从而影响遗传信息,在RNA剪接的过程中保留之前会被剪切掉的那个关键外显子。简单来说,通过这种方法,SMN-2基因也可以像SMN-1基因那样,正常产出的SMN蛋白了。一旦运动神经元得以保全,不仅能够稳定脊髓性肌萎缩症的病症,还能逐渐改善患者的身体机能。
当拉尔森夫妇带着脆弱的艾玛找到克赖纳教授时,已经是2015年的初夏,当时这种药物依然处于临床试验阶段。仔细了解临床试验可能会面临的风险后,拉尔森夫妇还是决定为艾玛争取这次机会。好在用药两个月后,小艾玛的情况明显好转。之后,她还是会定期接受药物注射,定期接受检查。小艾玛在接受治疗后,已经能够正常站立了。审核新药时,美国食品及药品管理局(FDA)以严苛和耗时而闻名。
但是,当他们面对的患者主要是婴幼儿,病情又如此痛苦的脊髓性肌萎缩症时,还是启动了快速通道(fast track designation)和优先审核(priority review)机制。于是,在耗时十多年后,这种药品终于在2016年的圣诞节前夕获得了FDA的认证。对于很多患者和家属而言,这简直就像是专门为他们准备的圣诞节礼物。而到目前为止,这是第一种也是唯一一种用于治疗脊髓性肌萎缩症的药物。
因为在解决脊髓性肌萎缩症方面的贡献,克赖纳教授和本内特博士共同分享了2019年度的科学突破奖生命科学奖(BreakThrough Prize in Life Science)。在2018年11月4日的颁奖典礼现场,戴安娜穿着一身墨黑色的礼服,与丈夫和艾玛一起出现在了颁奖典礼的舞台上。而此时的艾玛非常活跃,穿着粉红色的礼服坐在轮椅上,但她已经完全可以独自站立和行走了。
在舞台上,戴安娜面向这两位科学家所在的方向,无不深情地说:“感谢两位科学家持续多年的研究,感谢你们在多少个不眠之夜研究这宝贵的药物,感谢你们牺牲掉与家人相聚的时间,换回我们与家人相聚的可能。有科学,我们才有了希望。”