“基因攝影家”新澤西醫(yī)學(xué)院朱樺:對焦基因療法,構(gòu)畫長壽圖景
編者按
5月10日,時光派曾以科普解讀形式,跟蹤報道了一篇發(fā)表于權(quán)威期刊PNAS(美國國家科學(xué)院院刊)上的最新研究“New intranasal and injectable gene therapy for healthy life extension”(原文回顧:延壽41.4%,震驚“抗衰教父”大衛(wèi)·辛克萊!吸口噴霧就年輕的基因療法,你心動嗎?)。
文章發(fā)布后,吸引了眾多讀者的關(guān)注,大家對此次科研成果進(jìn)行熱烈討論,并表示對基因療法發(fā)展的極大關(guān)注。時光派非常榮幸邀請到該重磅研究的主要推動者——羅格斯大學(xué)新澤西(Rutgers-New Jersey)醫(yī)學(xué)院朱樺教授,與我們進(jìn)一步就研究細(xì)節(jié)開展交流。
朱樺 美籍華人病毒學(xué)家
羅格斯大學(xué)新澤西醫(yī)學(xué)院終身教授
(受訪者提供,未經(jīng)允許禁止二傳)
作為一名地道的北京青年,1976年,朱樺老師從北大附中高中畢業(yè)后,響應(yīng)國家號召作為知青前往西藏插隊鍛煉。在那段難忘的時光里,他心懷夢想,投身邊疆建設(shè),并筆耕不輟,在1978年高考中,他如愿被四川大學(xué)生物系錄取。
1985年,朱樺老師留學(xué)美國,以生物化學(xué)作為主要研究方向。身處異國他鄉(xiāng),半工半讀,1993年,他取得哥倫比亞大學(xué)博士學(xué)位,隨后進(jìn)入普林斯頓大學(xué)開展博士后工作,師從美國科學(xué)院院士、著名病毒學(xué)家Thomas E. Shenk。
五年后,朱樺老師加入羅格斯大學(xué)新澤西(Rutgers-New Jersey)醫(yī)學(xué)院,繼續(xù)對皰疹病毒的發(fā)病機(jī)制、與宿主細(xì)胞相互作用、病毒基因改造等方面進(jìn)行探索,并首次發(fā)現(xiàn)了水痘帶狀皰疹病毒嗜神經(jīng)因子。
一次機(jī)緣巧合,朱樺教授決定以病毒學(xué)為起點,利用巨細(xì)胞病毒(CMV)作為基因載體,希望能從基因治療出發(fā),去干預(yù)生物體的衰老進(jìn)程,最終,他收獲了一個“意料之外的好結(jié)果”。
試驗中,研究人員借助CMV作為載體,向小鼠導(dǎo)入了TERT(端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶)與FST(卵泡抑素)基因,不僅全方位改善了中年鼠的衰老標(biāo)識,還安全有效延長其壽命超過30%(最長可延壽41.4%)!同時,研究還開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn),新型的鼻腔給藥方式,效果毫不遜色傳統(tǒng)注射療法,更是為基因療法的推廣應(yīng)用開辟出一條更便捷的路徑。
今天,時光派組織此次特別專訪,訪談中,朱樺教授就該重磅研究細(xì)節(jié)、基因療法前景、全球疫情背景下衰老研究發(fā)展等前沿科學(xué)話題,進(jìn)行了細(xì)致深入的講解,幫助我們從“終覺淺”的文獻(xiàn)之上,逐步走入“絕知此事”的躬行之中。以下是專訪的詳解內(nèi)容。
療法頻率如何確定?
鼻腔給藥為何出奇制勝?
基因療法路在何方?
Q
想請教朱樺老師,當(dāng)初設(shè)計實驗時,為何選擇TERT(端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶)與FST(卵泡抑素)基因作為此次基因療法研究的目標(biāo)導(dǎo)入基因?
A
這兩個基因,TERT基因與延長端粒密切相關(guān),FST基因與強(qiáng)化生物體肌肉功能有關(guān),都是與我們的健康、長壽有很大關(guān)系的基因,是很合適的對象。此外,也算是個機(jī)緣巧合吧,BioViva公司聯(lián)系到我,表示希望能聯(lián)合開展這項研究工作。于是,經(jīng)過多方綜合考慮,我們最終確定TERT基因與FST基因作為目標(biāo)基因。
(編者注:BioViva是一家總部位于美國華盛頓州的生物技術(shù)公司,致力于探索人類衰老過程的治療方法,其CEO Elizabeth Parrish女士曾對自己開展基因治療,引起領(lǐng)域內(nèi)廣泛討論)
同時,在這次研究中,我們沒有同時導(dǎo)入TERT基因與FST基因,去觀測一個交互效應(yīng),大體原因可以包括下面兩點。
首先,這次試驗可以算是一次初步嘗試,在最終結(jié)果出來前,即使是我本人,也不知道會怎樣;其次,我們當(dāng)時的經(jīng)費是比較有限的,于是,我們選擇用巨細(xì)胞病毒載體進(jìn)行了初步探索。但多個目標(biāo)基因的同步治療,肯定會是我們未來要去研究的重要方向。
Q
近年來,AAV(腺病毒)作為一種比較成熟的基因載體被較廣泛運用在基因療法探索中,本次研究為何選擇CMV(巨細(xì)胞病毒)作為載體,CMV載體有哪些優(yōu)越之處?
A
近20年前我就開始了對CMV的研究,它作為基因載體,不會重組進(jìn)宿主的染色體內(nèi),能夠盡可能避免基因組出現(xiàn)插入突變,比較安全。并且,CMV作為載體導(dǎo)入目標(biāo)基因,不是一直表達(dá)的,我們可以根據(jù)療效、需求等,人為控制給藥的頻率,靈活性比較強(qiáng)。同時,CMV載量較大,能夠?qū)崿F(xiàn)多個基因同步遞送。
相比之下,我對于AAV的了解不算太多,因為我沒有對這種病毒進(jìn)行專門研究,但它的確是基因治療中常使用的一種優(yōu)良載體,并在基因治療中取得了可喜的效果,未來,我們或許可以在進(jìn)一步降低其宿主基因組整合概率上做一些優(yōu)化工作。
Q
研究原文中提到:“我們的治療方案似乎需要每月給藥才能產(chǎn)生持續(xù)的效果”,請問這個給藥時間頻率是如何確定的?長期、間歇性給藥治療,是否會產(chǎn)生藥物依賴性,或者其他潛在問題?
A
合適的給藥頻率是很重要的,間隔太短,一來沒必要,二來也可能產(chǎn)生負(fù)面問題;但是間隔太長,載體早已消失,效果也就不復(fù)存在。在預(yù)實驗中,當(dāng)我們導(dǎo)入改造后的CMV載體,通過持續(xù)觀測,我們意外發(fā)現(xiàn),小鼠血液中特定蛋白的表達(dá)可以持續(xù)20余天。所以,我們認(rèn)為,以月為單位進(jìn)行間歇治療是比較合適的。
安全性方面,總體來說是有保障的,接受治療的小鼠沒有出現(xiàn)腫瘤,或其他不良反應(yīng)。和對照組小鼠比起來,它們晚年時期,無論是糖耐受、線粒體狀況內(nèi)在指標(biāo),還是肌肉、握力、毛發(fā)等外在表現(xiàn),都得到了顯著改善,健康壽命被延長。
但是,如果真要說潛在問題,體內(nèi)抗病毒的中和抗體可能是其一。CMV是非常普遍、易感的病毒,我們絕大多數(shù)人已經(jīng)被感染,反復(fù)給藥可能會刺激機(jī)體產(chǎn)生更多的抗體而降低藥效。雖然在小鼠實驗中我們沒有觀察到有此問題,但在人體是否有相同的好效果還不能確定。
我認(rèn)為,動物實驗中采取的治療方案,對于人類而言究竟是不是盡善盡美,只有人體臨床研究能給出最終的確切答案。
Q
除了大幅延長小鼠壽命,新型鼻腔給藥方式的試驗,且效果不輸傳統(tǒng)腹腔注射的結(jié)果,也是研究的另一大亮點,您如何看待這一便攜的給藥方式,它會是未來發(fā)展的方向嗎?
A
此次鼻腔給藥試驗交出了如此出色的答卷,對此我們也非常驚訝,其內(nèi)在機(jī)制我們也正在進(jìn)一步探究中,目前推測可能與CMV載體自身性質(zhì)有關(guān),因為細(xì)胞粘膜的確是CMV的感染途徑。如果這一點被證實,那CMV作為基因載體的優(yōu)越性將進(jìn)一步提升。
我本人對像鼻腔噴霧式之類便攜給藥方式的未來發(fā)展充滿期待,如果技術(shù)成熟,能夠被推廣運用,說不定我們就可以買一瓶,放在家里的冰箱內(nèi)儲存好,需要時候拿出來噴一下就成,那可就太方便了。
Q
您如何看待基因治療在衰老干預(yù)方面的未來發(fā)展,以及療法發(fā)展中會面臨哪些挑戰(zhàn)?
A
在我個人看來,基因治療在干預(yù)衰老上,前景可能是巨大的。
兩千多年前,秦始皇就嘗試去尋找長生不老藥。可以說,延長壽命,是人類一直以來都在追求的目標(biāo)。但是,衰老科學(xué)不斷發(fā)展,如今我們意識到,我們真正期許的,絕不是僅僅活得更長,我們還需要在晚年擁有更好的生活質(zhì)量,否則,生命將無意義。長久臥病在榻的老年,苦了自己,苦了家人,更會給社會、經(jīng)濟(jì)帶來非常大的負(fù)擔(dān)。
如果我們能借助基因治療去及時改善,甚至逆轉(zhuǎn)衰老過程中細(xì)胞、組織功能等多方面的變化,那一切可能都會完全不一樣。就拿我們這次試驗中的目標(biāo)基因FST為例吧,我們都知道,人類在老化過程中,肌肉流失與功能下降是難以避免的,這也導(dǎo)致了老年人行動不便,臥床不起,更容易跌倒受傷,還有心衰等癥狀,如果我們能通過基因治療提高FST基因的表達(dá),改善老年人的骨骼肌、心肌功能,那這一現(xiàn)象是有可能被極大改善的。
并且,我認(rèn)為,對于衰老,及時“治療”固然重要,“防患未然”也很重要,如果能借助基因分析、測序等檢測手段,提前知曉自己未來可能會面臨的健康風(fēng)險,我們就能及早應(yīng)對,采取一些措施。
最后,說到基因治療的挑戰(zhàn),我覺得目前最大的挑戰(zhàn)還是安全性問題。以延長端?;虔煼槔?,即使小鼠實驗中沒有出現(xiàn)致癌、誘發(fā)腫瘤的不良反應(yīng),但若實際用在人類身上,真的不一定。并且相比模式動物,人類的壽命要長很多,一些副作用可能是短期內(nèi)難以表現(xiàn)出來的??偠灾?,基因治療還有很長的路要走,有朝一日,待技術(shù)與關(guān)聯(lián)條件成熟,人體臨床的開展將解答很多未知。
疫情之下,衰老科學(xué)研究
前景向好,我們需充滿信心
Q
當(dāng)下全球面臨疫情挑戰(zhàn),新型冠狀病毒、猴痘病毒此起彼伏。朱樺老師您作為一名從事衰老研究的杰出病毒學(xué)家,在您看來,疫情會影響人類總體壽命或衰老研究嗎,我們又該如何應(yīng)對呢?
A
從長期來看,我個人認(rèn)為,疫情不會造成太大的影響,無論生活,還是科研工作,最終都會回歸正軌,我們要對此充滿信心。
不過,我們依舊需要做好預(yù)防與應(yīng)對措施,最簡單一點,疫情期間在公共場所內(nèi)佩戴口罩,做好個人防護(hù)工作。同時,提升自我免疫能力也很重要,我們需要強(qiáng)大的免疫屏障去對抗病毒侵襲。
從病毒傳播上而言,野生動物依舊是很重要的病毒來源,與野生動物保持必要距離、做好消毒工作,不食用、私下個人飼養(yǎng)野生動物,將很大程度從傳染源扼殺病毒傳播。
肯尼亞獵豹
(受訪者提供,未經(jīng)允許禁止二傳)
在采訪最后,我們也向朱樺老師請教了他如何在繁忙的科研工作之余,及時調(diào)整身體或精神狀態(tài),老師表示:“無論對于個人,還是家庭、社會,健康都是最重要的,平衡好我們的工作與生活,擁有興趣愛好很重要?!?/p>
除了是一位知名的病毒學(xué)家,朱樺老師還有另一層身份,他還是資深攝影師秋樺。閑暇時候,老師熱衷攝影,外出采風(fēng)不僅保證了充足的運動量,更讓他感到愉快與充實。擁有一個好心情正是朱樺老師個人的健康秘訣。
此外,在采訪中,朱樺老師也表示,家人的支持是他擁有良好精神狀態(tài)的另一法寶,包括父母在內(nèi),家人們長久以來的鼓勵與支持,給了他精神上的莫大力量,去迎接科研工作中遇到的重重挑戰(zhàn)。
老師笑著對我們說:“我的母親今年已經(jīng)96歲高齡了,身體依舊非常硬朗,日常生活中,她常保持積極樂觀的生活態(tài)度,每次看我拍的照片,她會很開心、很幸福,等這次報道發(fā)布后,我也想轉(zhuǎn)發(fā)給她看看。我很想念她,等疫情再平穩(wěn)一些,我就回國去看望她。”
在文章最后,我們也想與各位讀者分享這些“帶給人幸福與健康”的攝影作品,同時也期待朱樺老師課題組下一突破性研究的到來。以上是時光派對朱樺教授的專訪,再次感謝老師百忙之中的熱心分享!
記者/姜茶(時光派研究院)
加拿大阿西尼博因山。拍攝者:秋樺
(受訪者提供,未經(jīng)允許禁止二傳)
肯尼亞銀河。拍攝者:秋樺
(受訪者提供,未經(jīng)允許禁止二傳)
美國黃石公園大棱鏡。拍攝者:秋樺
(受訪者提供,未經(jīng)允許禁止二傳)
美國優(yōu)勝美地月虹。拍攝者:秋樺
(受訪者提供,未經(jīng)允許禁止二傳)
婺源舞龍。拍攝者:秋樺
(受訪者提供,未經(jīng)允許禁止二傳)
新疆天鵝泉。拍攝者:秋樺
(受訪者提供,未經(jīng)允許禁止二傳)
—— TIMEPIE ——
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