“慧眼”巧识佩梅病

这是一种罕见病，但通常被误以为是脑瘫。其临床主要表现为运动智力发育迟缓、眼球震颤以及特征性的头颅MRI显示髓鞘发育落后。

“它有一个美丽的病名——佩梅病，却有残酷的预后。”北京大学第一医院儿科教授王静敏在接受《中国科学报》采访时表示，佩梅病是严重的致死、致残性神经遗传病，患者均为男性，寿命均较短，严重者仅能存活至几岁，甚至出生后即死亡。

不过，近日一项在线发表于《科学通报》的最新研究或许能燃起佩梅病患者的新希望。北京大学陈良怡团队联合王静敏团队，利用活细胞超分辨率成像对佩梅病展开研究，首次建立了该疾病不同分型在细胞水平上的表征，揭示了其不同的发病机制，并利用该平台成功筛选出可特异性恢复最严重佩梅病疾病表型的对症药物。

罕见的“常见病”

1885年，德国医生Pelizaeus首次报道了5例男性佩梅病患儿的家系。自此，佩梅病开始引起业内广泛关注。

佩梅病是目前已知19种由中枢神经系统髓鞘化缺陷导致的、以脑白质发育不良为主要表现的、髓鞘化低下性脑白质营养不良疾病（HLD）谱系中最具代表性的疾病，也被称作“HLD1型”。

该病症为X染色体隐性遗传疾病，全球发病率为十万分之一到几十万分之一。随着医疗技术的不断提升，越来越多的佩梅病患者得到确诊。但在王静敏看来，佩梅病属于罕见病中的“常见病”。近十年来，北京大学第一医院小儿神经科已确诊佩梅病病例超过百例。

已有研究表明，佩梅病主要由于X染色体上的PLP1基因重复或错义突变致病，PLP1蛋白是中枢神经系统髓鞘蛋白的主要成分，其突变会引起神经髓鞘合成障碍以及正常髓鞘形成缺陷，进而导致该病的发生。

佩梅病依据临床症状从重到轻分为先天型、中间型和经典型3类。但对于为何同一PLP1基因异常导致不同严重程度的佩梅病分型，国际科学界始终一筹莫展。

“看清”佩梅病

想要研究佩梅病的致病机制及有效治疗药物，自然离不开病理学“利器”。

2018年，北京大学分子医学研究所陈良怡团队自主研发的超灵敏海森结构光超分辨率显微镜（Hessian-SIM），兼具硬件创新与算法创新，大幅度拓展了其在活细胞上的应用，目前已成为细胞生物学研究的重要工具。

在当年召开的北京神经科学年会上，陈良怡就“海森”的研究成果进行了主题报告。彼时，台下的王静敏听得入神，仿佛在黑暗中看到了久违的光明。

“陈老师搭建的平台是国际上该领域的顶级平台之一，而我们团队在过去的15年中积累了包括佩梅病在内的髓鞘形成低下性脑白质营养不良的大量病例，成为国际上单中心最大样本量。鉴于此，我们达成了一致的合作意向。”该论文通讯作者之一王静敏表示。

正是这次邂逅，让两支团队擦出了“火花”，也有了意外的收获。

研究团队在佩梅病患者群中选取了7种病人来源的不同临床分型的PLP1错义突变，利用海森结构光超分辨成像手段，观察比较正常和疾病细胞内PLP1蛋白运输与分泌过程的差异。

研究发现，PLP1的突变会引起3种细胞表型，与病人的临床分型完美对应。不仅如此，超分辨率成像还揭示了亚型间不同的发病机制：最严重表型细胞中PLP1驻留在内质网中，引起内质网的形变；中间型细胞中很大一部分PLP1转运出内质网和高尔基体，但是被错误分选到溶酶体中；轻微表型的细胞中PLP1被正确分选到转运囊泡中，但是这些囊泡在转运、锚定到细胞质膜下以及与细胞膜融合的过程中存在缺陷。

“研究结果显示，将超分辨率显微成像用于细胞水平的病理研究，我们不仅可以在细胞水平上找到佩梅病不同分型之间的标志物，还可以揭示之前临床上未知的不同分型之间的不同发病机制，并进一步基于细胞超分辨率成像系统，找到能够恢复最严重表型细胞的临床药物。”此项工作的通讯作者之一陈良怡向《中国科学报》表示。

备受期待的治疗药物

既然PLP1错义突变在细胞水平上的表型与病人整体临床表型密切相关，那么尝试在细胞水平上筛选能够缓解细胞表型的药物自然被提上了日程。

基于研究结果，研究团队筛选出两种在细胞水平上可以缓解最严重细胞表型的化合物，分别为胆固醇和姜黄素。

“我们发现胆固醇可以改善最严重的几种错义突变的细胞表型，反而对中等和轻微的错义突变表型没有影响。”文章第一作者、北京大学分子医学研究所博士郑晓璐对《中国科学报》解释道。

这个结果表明，与之前认为PLP1蛋白与胆固醇只在高尔基体发生相互作用不同，内质网上PLP1与胆固醇相互作用，参与了PLP1的出内质网过程。这也暗示了该疾病可能的药物干扰靶点。

研究团队筛选出的另一种药物——姜黄素，同样可以显著改善PLP1突变的严重细胞表型，使得严重表型向中间型转换。

7月1日，美国凯斯西储大学PaulJ.Tesar研究组在《自然》杂志刊文称，通过基于可控基因操纵的方法抑制蛋白脂蛋白PLP1，可以在小鼠身上缓解佩梅病症状，此项工作筛选出来的姜黄素可以跨越血脑屏障，并且已被用于其他疾病的临床治疗，具有可靠的安全性，因此能以“老药新用”的形式更快进入临床试验。

“本研究获得的两种药物可能改善细胞病理表现，无疑为佩梅病的治疗指明了方向，让患者也拥有了希望。目前我们团队正在对注册的佩梅病患者进行大型随访研究，期望很快获得他们的临床基本数据，为下一步开展临床试验打下坚实的基础。”王静敏说。

“之前我们根据髓鞘形成相关的研究，确定了7种可能有作用的药物，目前只筛选了两种。我们计划进一步测试另外5种，并测试它们的相互关系，以及联合用药是否会有更多改善。”陈良怡表示。

王静敏补充道，在未来的研究中，他们将会以佩梅病临床实验室相结合的研究模式作为示范，深入探讨目前已经命名的19种HLD共同的病理特征——髓鞘形成低下，从而揭示其共同机制，各个击破，为这类疾病的治疗提供实验依据。

相关论文信息：http://dx.doi.org/10.1016/j.scib.2020.08.016（倪伟波 唐琳）