Cell：染色體碎裂帶來醫學奇跡

日期：2015-02-09 09:07:09

這里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?？茖W家們發現，她的痊愈是因為造血干細胞中發生了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，她小時候總是反復遭遇細菌感染。醫生發現，她體內負責抵御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綜合癥的首個病例。這種疾病非常罕見，全世界大約只有六十名患者。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綜合癥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面蛋白，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”在骨髓里無法進入血流，美國國家過敏癥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制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癥狀，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后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面上正常的白細胞，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?；颉?/span>

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，一個染色體在復制過程被打碎，然后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癥中。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癥。

這項研究中的染色體碎裂發生在造血干細胞中，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拷貝的干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雜志上。

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。以后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后，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。