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奥运铜牌得主,好奇的罕见病患者,与她们共同的基因突变

2021-07-28 12:19:56来源:医学新观点
普里西拉·洛佩斯-施利普(Priscilla Lopes-Schliep)是加拿大历史上最出色的短跑运动员之一。2008年的北京奥运会上,她在100米栏的比赛中斩获铜牌。照片上看,这名健硕的运动员腿上满是肌肉,手臂青筋暴起,像极了漫画里的超级英雄。

 

一名爱荷华州的女士(右)想要和普里西拉(左)聊一下,因为她觉得她们拥有同样的基因突变

2013年,普里西拉的经纪人给她打了通电话,说有位来自爱荷华州的女士想要和她谈一谈,因为她觉得她们拥有同样的基因突变。“呃,我不确定……”普里西拉很自然地回答道。

最后,经纪人说服她与牵线的中间人聊一下,这个决定最终改变了普里西拉的命运。

女巫的手指

打算与普里西拉通话的女士叫吉尔·维尔斯(Jill Viles)。在外表上,她几乎是普里西拉的对立面。在一张照片里,身着蓝色比基尼的她躯干看起来很正常,但四肢却骨瘦如柴,细得吓人。她的手臂就像插在雪人身上的树枝,大腿还没有膝关节宽,连她自身的体重都支撑不了。

吉尔出生于1974年。小时候的她除了有些瘦小,没有什么其它令人担心的异常。但从四岁起,学前班的老师注意到她走路磕磕绊绊,经常摔倒。“当我走路时,会感觉到有粗糙的小手和手指抓住我的小腿,让我用力摔倒。”吉尔回忆道。她对她的母亲说,是“女巫的手指”绊倒了她。

吉尔的父亲从她的身上看到了自己的影子——他小时候也会走得跌跌撞撞,医生认为他有轻微的小儿麻痹症。但显然,吉尔的症状要严重多了。在医生们的推荐下,他们前往知名的妙佑医疗国际(Mayo Clinic)就诊,想要找到问题的答案。

但吉尔全家也难倒了经验更丰富的医生们。血检结果显示,吉尔与她的父亲和哥哥一样,体内的肌酸激酶水平要高于正常值。这是一种肌肉受损时会释放的酶,表明这个家庭可能受某种肌肉萎缩症的困扰。然而肌肉萎缩症一般不会出现在小女孩身上,为何只有吉尔难以正常行走,而她的父亲和哥哥却看似正常?

 

11岁的吉尔

之后的每个夏天,吉尔都会前去随访,但每次都得到同样的答案。医生们不知道她得了什么病,也不知道该怎么治疗她。与此同时,吉尔的症状出现了更多变化。她不再常常摔个“狗啃泥”,但腿部却经常有灼烧感。她和其它女孩一样长个子,但手臂和腿部的脂肪却在不断消失。8岁时,班里的其它孩子甚至能一手握住她的四肢,问她是不是在家里没饭吃。

医生说像她这样的情况很特殊。“从一方面看这是好事,因为医生们很诚实。但另一方面,这也让我感到非常害怕。”吉尔说道。

肌肉与神经

吉尔上大学时长到了一米六,但体重不足40公斤。大学里,她每周要在图书馆里泡上25小时,从各种教科书和论文里寻找自身肌肉疾病的原因。在几个月的徒劳无功后,她读到了一篇发表在《肌肉与神经》杂志上的论文。这篇论文提到了一种叫做EDMD(Emery-Dreifuss muscular dystrophy)的罕见肌营养不良症,里头的照片让她感到极为眼熟。

“这不是我爸爸的手臂吗?”她想到。

 

 

论文图片里的手臂吸引了吉尔的注意

吉尔的父亲身材瘦削,前臂的肌肉却棱角分明,就像大力水手那般。而EDMD患者的典型症状,就包括异常增大的前臂。此外的典型症状还包括下巴碰不到胸口,以及脚后跟碰不到地面等。吉尔读到这里,只觉得全身发凉——这三个症状她全都有。她还想到自己小时候因为脚跟碰不到地面,觉得自己特别适合穿高跟鞋。现在想来,这实际是遗传病的一种症状。

论文里还提到,EDMD患者会出现心脏问题,这引起了她的关注。由于不想让家人担心,她在家里的时候,只会偷偷阅读这些资料。但有一天,她的父亲从她的包里翻出了这些论文,告诉她自己确实有论文里描述的症状。“我知道……这些手臂,还有脖子。”吉尔说道。“不,”吉尔的父亲回答道,“我是说所有的心脏症状。”

几年前,吉尔的父亲就因为心律不齐找过医生,医生说他不过是因为病毒感染。吉尔马上把父亲带到当地的心脏中心要求检查。在最初的拒绝之后,拗不过吉尔的医生与护士终于为她的父亲装上了心电监护仪。就在那一天,仪器检测到吉尔父亲的心律一度跌到了二十几。这说明他的心脏要么强健到和环法自行车赛的冠军一个水平,要么他可能很快要猝死。医生们急急忙忙将吉尔的父亲推上手术台,给年仅45岁的他安装上了心脏起搏器。

“她救了她爸爸的命。”吉尔的母亲说道。

突变的基因

尽管确认这一家子可能存在某种严重的问题,要确诊他们是否患有EDMD,还是超出了当地这家心脏中心的能力。吉尔并没有放弃,而是决定继续从论文里寻找线索。

19岁的她读到在遥远的意大利,有一群科学家正在寻找EDMD患者做研究。她打印出了论文,找到当地的神经科学家,想要对方做引荐,却又一次遭到拒绝——“不,你没有得这个病。”神经科学家严正地说道,甚至都没有看一眼吉尔带来的论文。

吉尔决定直接给意大利的研究组进行联系。她绘制了自己的家庭树,标注上了家人出现的所有症状,然后附上了自己的照片,一起寄到了意大利。意大利人回复了吉尔的邮件,请求家人的DNA样本。“如果没有DNA,寄血样过来也可以。”信里写道。

吉尔找到了护士朋友帮忙,采集到了家人的血样,然后寄到了意大利。随后,便是杳无音讯的四年。

 

图片来源:参考资料[1]

意大利研究者们的回信

如今,全基因组测序可以在短短几天内完成。但在上世纪90年代中期,基因测序工作可不是什么轻松的活。直到1999年,意大利人才给吉尔回信。

信里说吉尔的LMNA基因发生了突变他的父亲、两名弟弟、一名妹妹也带有同样的突变。在意大利课题组研究的另外四个EDMD家庭里,同样存在这个基因突变。

LMNA基因编码产生核纤层蛋白,在细胞核中提供结构功能,也能调控基因的转录。当它发生突变,就会引起多种症状不一的疾病。当然,它也会影响身体构建脂肪和肌肉的方式。在这个基因的关键位置上,基因密码中的“G”变成了“C”。

 

 

意大利科学家把他们的发现发表在了《自然-遗传学》上。在论文的最后,他们特别感谢了吉尔的贡献

第二种疾病

在听说吉尔的故事之后,约翰·霍普金斯大学的一名实验室主管邀请她去做实习,而实习的内容是阅读科学文献,寻找由核纤层蛋白突变导致的疾病。吉尔乐于做这份工作,因为她能从中学到关于自己的更多知识。

有一天,她读到了一种叫做“部分脂肪营养不良”(partial lipodystrophy)的罕见疾病,它能让患者身体某些部分的脂肪彻底消失,只留下肌肉与血管凸显出来。看着论文里的患者照片,吉尔的心中又涌起了一种熟悉的感觉。

吉尔有没有可能得了不止一种罕见病,而是两种?

她在实习期间参加了一场医学会议,和医生们探讨了她的想法。和之前一样,医生对她的想法付之一笑,认为这不过都是她脑补出来的。这种情况并不罕见,很多人在读到一些疾病的描述后,也会觉得自己得上了这种病。

这一次,吉尔听从了医生们的意见。显然,一个人身上出现两种不同罕见病的概率实在是太低了。更何况,EDMD已经够让她担心了——从文献里,吉尔读到由于心脏方面的问题,EDMD患者的平均寿命是40岁,而当时她已经25岁了。阅读这些文献给她带来了巨大的压力,甚至让她住进了医院。在咨询完医生们的建议后,她决定不再继续追踪这些信息,转而享受人生。

 

图片来源:参考资料[1]

尽管吉尔的父亲在63岁因心脏病去世,这依旧大大超过了EDMD患者的平均寿命

但疾病并不会因为患者的视而不见而消失。很快,吉尔彻底丧失了独立行走能力。差不多同一时候,她的父亲也走不动路了。五年后的一天,吉尔的父亲在自己最心爱的椅子上永远睡了过去。他的心脏终于走到了极限。

偶然的相遇

在父亲去世的几天后,吉尔与她的兄弟姐妹们相聚了。当周晚些时候,吉尔的妹妹贝丝蒂(Besty)将她拉到一边。在听说“部分脂肪营养不良”的可能性后,贝丝蒂曾参加一场会议,从中了解到一名奥运短跑运动员身上的脂肪“可疑的少”。她给吉尔看的照片,正是本文开头提到的普里西拉。

吉尔看着普里西拉全身的肌肉,不知道该做什么评论。她与普里西拉的体型差距实在是太大了。

但随着葬礼的结束,吉尔却越发好奇。她不断在网络上搜索普里西拉的照片,这不仅包括她跑步时的照片,还包括她居家生活时的照片。从这些不同的角度,吉尔再次看到了许多熟悉的画面——同样突出的血管,同样的肩部与手部曲线,同样在髋部和臀部出现的明显分界。

这一瞬间,吉尔知道普里西拉和她有同样的疾病。“你知道它的存在,但很难表达清楚,”吉尔说道,“我知道我们是从同一块布上裁剪下来的,这是一块非常罕见的布料。”

她决定联系普里西拉,一方面提醒她可能带有同样的基因突变,另一方面也想知道,为什么同样的基因突变,在她们两人身上造成了截然不同的结果。

 

 

大卫·爱泼斯坦是为吉尔牵线的中间人,也是记录这个精彩故事的作者(图片来源:大卫·爱泼斯坦个人官网)

一场偶然中,她听到记者大卫·爱泼斯坦(David Epstein)在电视上宣传一本关于基因和运动的书。她给大卫发去了这些年来她收集的所有资料,而大卫恰好认识普里西拉的经纪人。这名经纪人知道,普里西拉因为肌肉异常发达,没少受药检官员的质疑。这或许是她彻底洗清嫌疑的一个机会。在他们的安排下,吉尔与普里西拉通上了电话,并最终见上了面。

两人虽然体型差异巨大,童年却相当类似,都被同龄人视为怪物。她们一见如故,在见面时开始比较身体部位的形状,这也让普里西拉相信了吉尔的理论。“让我们一起找到答案吧,”她心里想道,“一个基因怎么能给我带来这样的变化,却让你变成那个样子呢?”分别时,吉尔递上一张支票,邀请普里西拉去做基因检测,普里西拉欣然接受。

改变的生活

与现在不同,当时的基因检测还没有那么普及,不少诊所都拒绝了普里西拉的要求。直到一年后,在吉尔的帮助下,“部分脂肪营养不良”领域的一位顶尖专家才同意为她做基因检测,以及疾病的评估。

基因检测结果显示吉尔又一次猜对了答案。普里西拉编码核纤层蛋白的基因上也有突变,但突变的位置与吉尔的有些区别。两处突变之间的些许距离,让吉尔出现了EDMD,而让普里西拉全身长满肌肉。此外,吉尔与普里西拉都确诊患有“部分脂肪营养不良”,且都属于同一个分型。

结果出来时,普里西拉正在逛商场,打算拿汉堡和薯条当午饭。医生却给她打去了电话,让她从今往后只能吃沙拉。一头雾水的普里西拉从医生处得知,由于她的“部分脂肪营养不良”,她血液里的甘油三酯水平是正常水平的三倍。基于极高的血脂水平,她很有可能会出现胰腺炎发作。

 

 

仅凭网上搜索的图片,吉尔就认为她和普里西拉具有一个基因突变,而不同通路的启动导致了她们的不同症状(图片来源:参考资料[1]

普里西拉给吉尔打去电话表示感谢。仅凭互联网上搜索的图片,她就认出了普里西拉可能存在的基因突变与疾病。如果不是因为吉尔,普里西拉随时可能住进医院。

为了寻找答案,吉尔又一次扎进了文献堆里。这一次,她发现了一个叫做SREBP1的蛋白,它的功能是管理脂肪的储存。在饭后,SREBP1能帮助细胞决定是将脂肪储存起来,还是马上用掉。在动物实验里,科学家们发现细胞里积累的SREBP1会导致两个截然相反的极端结果——肌肉的极度萎缩,或是肌肉的极度增长。

她给研究人员发去了一份邮件,说她认为SREBP1可能与核纤层蛋白有着相互作用。这一点最终得到了确认,甚至改变了研究团队的探索方向。像这样由局外人向科学家提出关键建议的例子,几乎万中无一。

保持好奇心

吉尔说在她的有生之年,可能是看不到治疗上的突破了。但她不想让她在自身疾病的探索之旅中积累的知识就这样白白浪费。她的父亲是她帮到的第一个人,极大延长了他的寿命。普里西拉是她帮到的第二个人。

剩下的时间,吉尔和普里西拉一样对外宣称“退役”,将更多的时间留给自己的家人。但熟悉吉尔的人都知道,她的好奇心永远不会停下脚步。大卫在自己的官网上提到,吉尔最近给他发来了一篇技术性很强的论文,里头谈到如何逆转肌肉萎缩病情的方法。“我不想读太多,但我就是好奇。”吉尔说道。

 

参考资料:

[1] The DIY Scientist, the Olympian, and the Mutated Gene, Retrieved July 24th, 2021, from https://www.propublica.org/article/muscular-dystrophy-patient-olympic-medalist-same-genetic-mutation

[2] Something Only I Can See, Retrieved July 24th, 2021, from https://www.thisamericanlife.org/577/something-only-i-can-see

[3] Feza Deymeer et al., (1993), Emery-Dreifuss muscular dystrophy with unusual features, Muscle and Nerve, DOI: https://doi.org/10.1002/mus.880161214

[4] How an Iowa mom changed genetic research and an Olympic athlete's life, Retrieved July 24th, 2021, from https://www.desmoinesregister.com/story/news/2017/08/17/iowa-woman-genetic-discovery-changes-olympic-athletes-life-jill-viles-priscilla-lopes-schliep/541390001/

[5] 《成长的边界》 - 大卫·爱泼斯坦, 后浪 | 北京联合出版公司,2021年4月出版