仇子龍

　　就像突然打開一道門，光亮投進(jìn)人們一直苦苦摸索的領(lǐng)域。一群猴子，成為科學(xué)家搬來攻打自閉癥的救兵。

　　最近，中科院上海生科院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員、中國科學(xué)院大學(xué)博士生導(dǎo)師仇子龍帶著他的團(tuán)隊(duì)，在世界上首次通過基因工程繁育出攜帶人類自閉癥基因的猴子。

　　在這種與人類非常接近的靈長類動物模型身上，更多關(guān)于自閉癥的研究將得以開展。

　　1月25日，研究成果刊發(fā)在《自然》雜志在線版。這份世界頂級學(xué)術(shù)期刊還為此舉辦了一場國際電話新聞發(fā)布會，參與報(bào)道的媒體包括《紐約時(shí)報(bào)》、路透社、BBC等。

　　在此之前，科學(xué)家在自閉癥領(lǐng)域爭執(zhí)、迷路、徘徊——沒人知道出口在哪里，但所有人都知道，一旦成功，全球數(shù)千萬孩子將有可能走出困境。

　　據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心統(tǒng)計(jì)，1975年，全美自閉癥譜系障礙的發(fā)病率為1/5000；截至2014年，這個(gè)數(shù)字變成了1/68。據(jù)估算，中國自閉癥患者可能超過1000萬，比兒童癌癥、糖尿病、艾滋病三者的總和還要多。

　　問題就出在大腦。可當(dāng)研究進(jìn)入“3磅的宇宙”時(shí)，就再難有明確的方向——這個(gè)只有皮球大的器官，甚至比遼闊的太空更復(fù)雜、神秘。

　　“人們已經(jīng)知道自閉癥是由基因突變造成的，也清楚自閉癥的孩子到底表現(xiàn)出什么異常，但是基因的改變到底對應(yīng)大腦哪個(gè)部分發(fā)生變化，始終是個(gè)黑箱。”這位30多歲的年輕科學(xué)家說，“我們的研究打開一扇門。門后有什么還需要探索，但已經(jīng)有了比較明確的方向。”

　　導(dǎo)致自閉癥的原因是基因突變，它們像形態(tài)各異的開關(guān)，控制著神經(jīng)突觸上的蛋白質(zhì)發(fā)生改變，人腦神經(jīng)元每個(gè)突觸上有上百種蛋白質(zhì)，要摸清楚這些“開關(guān)”到底如何工作，非常困難

　　在自閉癥緊鎖的“黑箱”前，仇子龍用來敲門的，是一個(gè)叫做MeCP2的基因。

　　2006年，仇子龍?jiān)诿绹又荽髮W(xué)圣迭戈分校神經(jīng)生物學(xué)系做博士后研究時(shí)，就開始與這種基因打交道，“它的脾氣秉性都知道”。

　　MeCP2也是瑞特綜合征的致病基因。這是一種會表現(xiàn)出一些自閉癥癥狀的罕見病，很長一段時(shí)間都被歸入自閉癥譜系障礙的大家族，致病基因的明確才讓這種病有了自己的名字和研究方向。

　　作為一個(gè)整天跟分子、細(xì)胞打交道的神經(jīng)生物學(xué)家，仇子龍過去對自閉癥并不了解。

　　第一次見到自閉癥的孩子，是在復(fù)旦大學(xué)附屬兒童醫(yī)院的一個(gè)康復(fù)中心。

　　“這些孩子怎么這么不聽話啊，明明跟他說不要哭，還是要在那兒哭。”仇子龍回憶當(dāng)時(shí)，“不了解的人一接觸這些孩子心里很容易排斥。”

　　他還從電影《雨人》里認(rèn)識過自閉癥患者：“雖然有些怪異，但都有特殊的才能。”隨著接觸數(shù)量的增長，他才發(fā)現(xiàn)，“只有少數(shù)人會這樣”，伴隨著更多人的，是痛苦和混亂。

　　一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，自閉癥在我國0~6歲精神殘疾兒童致殘?jiān)蛑芯邮孜唬_(dá)78%。這些孩子中的輕度患者，成年后生活難以自理，重度患者終生殘疾。讓仇子龍印象深刻的是湖北一名男子勒死了患有自閉癥的兒子。孩子剛剛5歲，那位父親說：“經(jīng)濟(jì)壓力太大了，要崩潰了。”

　　從上個(gè)世紀(jì)中期以來，試圖拯救這個(gè)群體的努力大都迷失在大腦復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中。

　　2007年，美國科學(xué)家通過大量研究證實(shí)，基因突變是導(dǎo)致自閉癥的原因。后來，基因測序技術(shù)的發(fā)展又讓人們找到了數(shù)百種可能與自閉癥有關(guān)的基因突變。

　　錯綜復(fù)雜的神經(jīng)元在大腦中通過突觸連接，這些危險(xiǎn)的基因突變就像是形態(tài)各異的開關(guān)，控制著突觸上的蛋白質(zhì)發(fā)生改變。找出救治生病大腦的出路，必須得摸清楚這上百個(gè)“開關(guān)”到底如何工作。

　　“人腦中有1012個(gè)神經(jīng)元，每個(gè)突觸上有上百種蛋白質(zhì)，要想知道到底哪個(gè)基因突變最終影響了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是非常困難的。”仇子龍告訴中國青年報(bào)記者。

　　MeCP2是這些復(fù)雜“開關(guān)”中的一個(gè)。2009年，完成博士后研究回國在中科院上海神經(jīng)所建立自己的實(shí)驗(yàn)室時(shí)，仇子龍決定用猴子來模擬這個(gè)“開關(guān)”的工作原理。

　　“這種基因和自閉癥關(guān)聯(lián)非常強(qiáng)，男孩攜帶過多的MeCP2百分之百會出現(xiàn)自閉癥，它還影響其他自閉癥基因。”仇子龍說，“雖然現(xiàn)在關(guān)于自閉癥的上百種基因和它們的影響錯綜復(fù)雜，但是我們相信MeCP2是處于其中樞紐位置的一個(gè)重要基因。”

　　改造猴子要困難得多，加載MeCP2的慢病毒被提純到10~100倍濃度，把神秘的自閉癥基因注入食蟹猴的卵細(xì)胞，確保它們能遺傳給下一代

　　身形嬌小的食蟹猴在實(shí)驗(yàn)室的籠子里焦躁地轉(zhuǎn)著圈，一刻也停不下來。一旦面對人的直視，它們就發(fā)出表現(xiàn)情緒緊張的叫聲。

　　此時(shí)，MeCP2基因開關(guān)已經(jīng)按下。這種位于X染色體上的基因，能和細(xì)胞內(nèi)的DNA結(jié)合，并且關(guān)閉這段DNA上的基因表達(dá)。

　　科學(xué)家們曾經(jīng)在小鼠的MeCP2基因前裝上由藥物控制的開關(guān)。關(guān)閉開關(guān)會讓小鼠患病，突然打開開關(guān)的結(jié)果則是死亡，只有緩慢而精準(zhǔn)地控制這種基因的平衡，才能讓小鼠恢復(fù)健康。

　　“小鼠和人相差太大了。”仇子龍用手比劃著說，“人的大腦里有溝回，小鼠沒有；在神經(jīng)退行性疾病中，人的神經(jīng)元會死亡，小鼠模型的神經(jīng)元卻不會。”

　　通過人類的近親猴子來演示大腦的變化，是目前能夠搭建的一套最逼真的模型。2008年，美國科學(xué)家將亨廷頓舞蹈癥的基因注入了獼猴的基因組，制造了第一個(gè)人類腦部疾病的靈長類模型，轟動學(xué)界。

　　相比于改造老鼠，改造一只猴子要困難得多。為了確保自閉癥基因能在作為實(shí)驗(yàn)對象的食蟹猴身上出現(xiàn)并遺傳給下一代，仇子龍團(tuán)隊(duì)將加載MeCP2的慢病毒提純到了相當(dāng)高的濃度，“比平常的病毒高10到100倍”。這種滅活的慢病毒像針管一樣，把神秘的自閉癥基因注入食蟹猴的卵細(xì)胞。

　　這還只是第一步，“猴子的繁殖要比小鼠復(fù)雜得多”。在第一次實(shí)驗(yàn)中，改造的94個(gè)卵細(xì)胞，有53個(gè)發(fā)育成胚胎，最終注入母猴體內(nèi)，8個(gè)生命誕生。通過基因檢測，課題組確認(rèn)誕生的這8只猴子都帶有人工注入的MeCP2基因，但是怎么判斷這些基因確實(shí)讓猴子表現(xiàn)出了自閉的癥狀，是一個(gè)更加艱巨的任務(wù)。

　　“之前沒有人知道猴子表現(xiàn)出來什么癥狀才算自閉癥，我們必須自己想辦法。”仇子龍說。他和復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院合作，用串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)測量猴子血液中的代謝物，或是監(jiān)測猴子的腦電波，都沒有辦法把自閉癥的猴子區(qū)別出來。最后只能像觀察生病的孩子那樣，去觀察這些轉(zhuǎn)基因的猴子。

　　仇子龍把這項(xiàng)任務(wù)交給了他年輕的助理研究員李霄，跟他說了一句話：“這個(gè)研究不一定有結(jié)果，但它確實(shí)很重要。”

　　半個(gè)多世紀(jì)以來，自閉癥都屬于“一種神經(jīng)基礎(chǔ)還很不清楚的癥候群”。1998年，科學(xué)家認(rèn)為，是錯誤注射疫苗，導(dǎo)致了自閉癥的產(chǎn)生。相關(guān)成果發(fā)表在大名鼎鼎的醫(yī)學(xué)類期刊《柳葉刀》上。但10年后，這一觀點(diǎn)被徹底推翻，《柳葉刀》雜志在2008年撤回了這篇文章。

　　混亂的科學(xué)解釋帶來的是混亂的治療手段。2014年發(fā)布的《中國自閉癥兒童發(fā)展?fàn)顩r報(bào)告》顯示，從名字拗口的BNP數(shù)字生物神經(jīng)修復(fù)技術(shù)，到音樂療法、生物靶向，一些非主流療法在我國自閉癥的康復(fù)應(yīng)用仍非常廣泛，高達(dá)52%~75%，越是病情嚴(yán)重的用得越多。

　　李霄也的確知道這項(xiàng)研究的重要性，但直到今天，他回憶起那段看猴子的日子，還是會不經(jīng)意皺起眉頭。

　　實(shí)驗(yàn)的猴子，養(yǎng)在蘇州的西山島上，那是一個(gè)“沒有任何娛樂設(shè)施，一到晚上就漆黑一片的小鎮(zhèn)”。這位85后助理研究員第一次上島就一待7個(gè)月。

　　許多關(guān)于猴子的行為分析，都要靠攝像機(jī)錄下來，然后用電腦慢慢回看、分析。相關(guān)的音頻、視頻裝滿了整整1T（1024GB）的移動硬盤。最緊張的時(shí)候，李霄早上六七點(diǎn)起床趴在電腦前，一直分析到午夜時(shí)分。除了吃飯，幾乎沒挪窩。

　　“有一次真是看見電腦都想吐。”李霄說，“然后就去騎三四十公里的自行車，回來繼續(xù)分析。”

　　猴子中的一些已經(jīng)被送往神經(jīng)所，做詳細(xì)的磁共振腦成像，現(xiàn)在已經(jīng)看出了一些改變，如果明確這些改變，就像為治療找到了靶子

　　當(dāng)李霄在西山島一個(gè)人盯著猴子的時(shí)候，位于中科院上海生科院的主戰(zhàn)場硝煙也不曾散去。

　　為了讓猴子的下一代盡快出現(xiàn)，課題組使用了精巢移植的方法，把雄性猴子的部分睪丸組織移植到裸鼠身上，并用激素促使睪丸早日成熟，提前取到成熟的精子，然后通過體外受精，孕育下一代。

　　但即使如此，投稿時(shí)，其他科研團(tuán)隊(duì)還是搶了先機(jī)。

　　“這差點(diǎn)兒讓我們的論文被拒掉。”仇子龍回憶，“但是他們是去除掉動物體內(nèi)的MeCP2基因，我們是注入更多的基因，這在解釋自閉癥上價(jià)值是不一樣的。”

　　對于這項(xiàng)從2009年就開始、在高產(chǎn)的神經(jīng)所里打破了包括耗時(shí)最長、參與人數(shù)最多等多項(xiàng)紀(jì)錄的研究來說，這還只是它需要邁過的第一道坎。

　　《自然》雜志經(jīng)過漫長的審稿后，提出了一個(gè)相當(dāng)“刁鉆”的審稿意見：“如何證明猴子大腦的MeCP2基因是人為注射的，而不是自然出現(xiàn)的？”

　　“我們當(dāng)時(shí)曾解剖過一只自然死亡的猴子，但由于樣本保存得不好，所以效果不理想。”仇子龍說。實(shí)驗(yàn)倫理審查又要求不能對猴子進(jìn)行活體解剖，研究幾乎陷入僵局。

　　2014年底，飼養(yǎng)員突然報(bào)告，第二代猴子中的一只，出現(xiàn)了肌無力等癥狀，“估計(jì)可能救不活”。仇子龍這才向倫理委員會申請對猴子進(jìn)行安樂死，在第一時(shí)間進(jìn)行解剖，回答了審稿人的問題。

　　2015年12月14日，仇子龍最終收到了來自《自然》雜志的接收信。這位喜歡達(dá)利、愛看科幻的科學(xué)家在朋友圈感慨：“做了五年半，投稿兩年半，被《自然》拒過兩次后死里逃生，修了六輪。貌似打破了好多紀(jì)錄。”

　　研究引發(fā)的關(guān)注，同樣超過仇子龍的想象。除了《自然》等科學(xué)雜志的報(bào)道，有關(guān)這項(xiàng)研究的介紹和評述登上了《紐約時(shí)報(bào)》。在微博上，他還經(jīng)常收到自閉癥孩子家長發(fā)來的私信。

　　“這項(xiàng)研究進(jìn)行到什么程度了？如果有需要，我們的孩子可以報(bào)名參加實(shí)驗(yàn)。”

　　即使新年馬上就要到來，課題組的人還是在實(shí)驗(yàn)室不停地穿梭。

　　“因?yàn)樾『镒釉诓粩嚅L大，只有繼續(xù)記錄和分析它們的行為才能讓數(shù)據(jù)更精確。”在生科院寂靜的院子里，李霄說。他甚至感覺，幾年的觀察之后，和那些實(shí)驗(yàn)的猴子有了感情，“不用編號就能把他們分辨出來。” 

    這些猴子還肩負(fù)艱巨的任務(wù)。其中一些已經(jīng)被送往神經(jīng)所腦成像平臺，做詳細(xì)的磁共振腦成像，“分析自閉癥猴子的大腦到底發(fā)生了什么改變”。

　　“每次腦成像都要花一個(gè)小時(shí)的時(shí)間，這對于自閉癥患者來說幾乎是不可能的。”仇子龍有些激動地說，“而且現(xiàn)在已經(jīng)看出了一些改變，正在進(jìn)行分析。”

　　在仇子龍看來，用動物模型篩選有效的藥物可能是一個(gè)漫長的過程，但如果明確了基因會給大腦的哪些部位帶來改變，就像為治療找到了靶子。研究者或許可以嘗試給自閉癥孩子的病變部位用磁場或者電流進(jìn)行刺激，如同用深腦電刺激治療帕金森患者那樣，“就好像晨曦出現(xiàn)了”。（記者 陳卓）