让大脑老得健康

有人说,记忆是人生最宝贵的财富。假如失去记忆,你的人生还剩下什麽?可怕的是,世间有一种恶疾,不但能够拿走记忆,还可以造成其他伤害——人的判断力和思维逐步衰退,到了最恶劣的阶段,说话和活动能力亦会消失殆尽,无计可施。

如此残忍的记忆小偷,就是有「21世纪瘟疫」之称的阿尔茨海默症(AD)。它是最常见的脑退化病,处於老化阶段的大脑会因此陷入无法逆转的神经退化过程,患者会渐渐忘掉身边挚爱,连想要健康地老去的希望亦只会变成为泡影,最後撒手尘寰。其实人类早於一个多世纪前已认知及记载有关恶疾,但时至今天,疾病仍在肆虐,不论是其成因、複杂的遗传机制以至治疗之法,仍然撲朔迷离。

叶玉如教授及其两位高足——傅洁瑜教授及叶翠芬博士组成的科大叁人组合,一直为解开种种谜团废寝忘餐。过去10年,叁位学者在预防、诊断及治疗AD方面取得不少研究突破,为无数病人和家属燃点希望。

革故鼎新  

叶玉如教授现任科大副校长(研究及发展)暨晨兴生命科学教授。她领导的研究团队在防治AD方面屡有崭新发现,最近期的成就,就是證明最新的全脑基因编辑技术可以通过单次注射,在全脑範围改善AD的病理症状,创下全球先河。叶教授欣喜地说:「这是使用基因编辑技术治疗遗传性脑病的重要里程碑。」

对罹患遗传性AD,亦即家族性阿尔茨海默症(FAD)的病人而言,这是让人振奋的喜讯。FAD有明确的遗传病因,在所有AD病例中约占百分之叁至五。叶教授指出:「从我们的小鼠模型可见,基因编辑技术的单次注射治疗可产生长期疗效,有效改善记忆。」展望未来,这项技术除可纾缓AD的病理症状,甚至有望於病人出现AD病徵前纠正引发疾病的基因突变。

今年夏天,研究团队已成功利用中国患者的数据,研发出一种非入侵性血液检测方法,能準确识别AD患者,为诊断此症带来佳音。叶教授说:「这个血液检测方法令我非常自豪。它是现时针对AD患者血液蛋白的最全面研究。」透过研究血液中蛋白水平的变化,团队成功找出19种具有AD患病特徵的血浆蛋白生物标誌物组群,并以此为基础设计了一套评分系统,可以辨别不同阶段的症状。

诊断AD的传统方法,主要是通过脑成像和腰椎刺穿术来了解患者脑部病变状况,不是费用高昂,就是具有侵入性。然而,随著新方法面世,只需一滴血,已可测试AD这种複杂的多成因疾病。叶教授指出:「诊断AD的方式很可能因此改变。我们有信心它在未来5至10年被广泛应用。」

除了为研发新型治疗方案铺路,上述血液测试亦有助早期断症,从而尽早密切监察病情,减慢大脑退化速度。她说:「早在症状出现前至少10至20年,AD已对患者大脑产生病理影响。我们必须了解脑部病变的情况,越早越好。」

团队多年来的其他研究成果不计其数,包括发现新的分子靶标,可以抑制导致AD的蛋白异常活化,以及找出有助恢复AD患者神经动态平衡的新型分子靶标。凡此种种,都为团队和广大科研人员带来鼓舞,支持他们继续寻找长效的治疗方案,以应对大量目前仍无法根治的神经退行性疾病。

幕後主脑

在2019年,脑退化病估计为全球带来高达13,000亿美元的社会成本。这项顽症不仅令社会承担沉重压力,亦对病人、家属和照顾者构成极大情绪困扰和负担,全球科学家无不密切关注这个令人忧虑焦急的问题。

身为科学家的叶教授视解决AD为天职,於是约10年前开始便尽其所能全力研究破解方法。勇闯神秘莫测的研究领域自然荆棘满途,有幸研究团队上下一心,凭著坚定信念前行,最终成果累累。

生命科学部研究副教授傅洁瑜教授说:「我们不会固步自封,只停留在舒适区里眷恋之前的研究成果。」她早在叶教授设立实验室之初,便以技术员的身份加入团队,但在恩师支持下,随即改变发展方向,投身科研。傅教授回忆:「叶教授当时对我说,在我身上看到从事研究所需的性格及特质。」

铁叁角组合的另一位成员叶翠芬博士,现任分子神经科学国家重点实验室高级科学主任,也是师承叶教授的首位博士生。她说:「我的本科是临床生物学,但叶教授鼓励我涉猎不同领域。」

几近30年,傅教授和叶博士一直是团队的核心成员,两人对科学的热诚,由此可见一斑。她们从未间断地支援叶教授的研究工作,包括辨识与AD有关的遗传因素,以及了解这些因素如何致病。具体来说,傅教授专注AD的基础研究,旨在找出更多生物标记、诊断工具和治疗靶标;叶博士则主力研究中草药的神经保护作用,并负责强化团队与社区的联繫,向病人收集更多临床资料,以作实验用途。

叶博士深入研究传统中草药的潜在用途,成果丰硕。多年的辛勤努力,让团队成功开发多项健康补充剂产品,当中蕴含的活性萃取物,就是从有效预防或纾缓神经退行性疾病的草本成份中提取。

「世界人口持续老化,速度之快,前所未见。人类寿命延长,但怎样才可保持健康?」这是叶博士一直深思的问题。团队从基础研究出发,经历转化研究,最终抵达临床研究阶段,一路走来,就是为了找寻这个问题的答案,万灵丹或许未必存在,但她们仍然鬥志昂扬。「我们会继续研究,找寻减慢脑退化的方法之馀,也会向社会宣扬注重健康的信息。」

千里始足下

上世纪70年代末,叶玉如教授在哈佛医学院的Richard ZIGMOND教授指导下攻读博士学位,首次涉猎神经科学,自此便不曾离开这让人著迷的研究领域:「脑部结构异常複杂,它主导身体运作,但我们对很多脑功能仍缺乏认识。」她将好奇心化成行动,以博士生的身份发表了10多篇学术论文,即使按今天的标準来看,依然多产。

她说:「我以寻找脑细胞的新通讯机制作为博士论文题目,但这种机制可能根本不存在。这个决定虽然冒险,但我最终成功了 ! 我当然可以选择一条更轻松的路,但科学精神不就是求知探索吗?」

对科学的无比热情,驱使叶教授在完成博士学位後毅然从学术界转投业界,加盟纽约一家生物科技公司Regeneron。她领导由约10位科学家组成的团队,探讨神经细胞再生,并联同导师George YANCOPOULOUS 及其他同事,在研究神经营养因子方面作出革命性贡献。她说:「有好几年,我是公司里唯一的女性高级科学家,但我从不认为自己与别不同。我是凭能力赢取别人的尊重。」

叶教授服务Regeneron 四年,为它打下了稳健的发展根基。时至今天,它已跻身美国纳斯达克-100指数的成份公司。1993年,已是两子之母的叶教授再次接受挑战,回港加入创校不久的香港科技大学,从初级教员起步,把握难能可贵的发展机遇。

由零开始

在上世纪90年代,相较美国,香港的研究环境是另一番光景。初成立的科大虽是本地首家研究型大学,但如叶教授所言,香港当时的研究表现在国际上可谓「望尘莫及」。

在成立之初,叶教授的实验室只有基本设备,仪器不多,经费也捉襟见肘。叶教授直言当时的确挑战重重:「我有很多想法,但实际环境不配合,难以顺利地把它们一一实现。」然而,对科学的热爱再次鼓励她奋勇向前。她说:「科学家永不轻言放弃。缺少耐心和热诚,就不可能披荆斩棘,克服困难。」她深知成功决不会一蹴而至,於是很快便重整旗鼓,并凭著过人的热诚和亲和力,成功招募包括傅教授及叶博士在内的一群忠实成员。叶教授尽心尽力在科大从事科研,成功培育德才兼备的新一代女性科学家。後者也许是无心插柳,但她所发挥的关键作用,确实毋庸置疑。 

研究团队组成後,很快便在脑细胞通讯、神经发展等基础研究上取得进展。叶教授在国际科学界的人脉,多番促成组员与海外实验室合作和从中取经。另外,团队亦多次取得本地与海外资助机构的重要拨款,让研究工作得以延续。   

2001年,她们的研究发现Cdk5/p35蛋白能够调控神经细胞及肌肉之间的突触功能,成为首支在国际权威学术期刊《自然—神经科学》发表论文的中国研究团队。叶教授说:「这不是一朝一夕的事。我们很不容易才打下基础,没有初期的苦功,决不可能出现後来的突破。」 

加快迎战脚步

团队虽深信一切创新源於基础研究,不能一步登天,但寻找AD的治疗方案,却是刻不容缓。到了2050年,中国的AD患者人数估计会超越4,000万。情况非常危急,但用於研发相关药物及治疗方法所需的关键数据,科学家至今仍然苦无头绪。

叶教授初闯AD研究领域时,已察觉科学界对亚洲人群中的AD病人认知不足。她说:「我们当时认为有必要设立中国AD患者数据库,因为九成以上研究论文都是根据欧洲人群中病人的数据撰写。以不同族群病人进行验證所得出的研究结果才具说服力,适用於欧裔病人的研究方法,不一定适用於亚洲人群,反之亦然。」

叶教授很快便确立团队在这範畴的龙头研究地位,并在竞争激烈的国家973计划中脱颖而出,取得拨款之馀,更有机会与内地临床医师合作,收集病人样本进行基因分析。在短短四年里,她们成为首支发表有关中国人群AD患者全基因组测序研究报告的团队,识别出中国人群AD相关的遗传风险因子。团队同时夥拍香港的医院及社区服务机构,研究导致中国人群罹患AD的遗传风险因子,将其关於人口老化的研究应用於实际生活。

收集和研究AD患者数据,可以将他们一直提倡的临床试验方法付诸实行,亦即按照病人的基因结构分层处理,而这种「度身订造」的策略亦被不少科学家视为寻找调节疾病药物的不二法门。叶教授解释:「分层化将是发展精準医学或个人化治疗的关键。通过重整病人群组,便能更精準设计临床试验,得出的临床结果肯定较为準确。我有信心这个目标可以实现。」

叶教授的构思绝非空中楼阁。随著团队透过Health@InnoHK创新平台联同史丹福大学医学院及伦敦大学学院成立的香港神经退行性疾病中心启用,叶教授将领导中心团队加快了解这项顽症,务求解开它的神秘面纱。长远而言,这项协作将带动更多合作,为未来香港发展成为神经退行性疾病科学研究枢纽铺路。

在不少人心里,健康地变老或许是遥不可及的梦想,但科大科学家的初衷不改,仍然怀著信心积极向前,不成功不罢休。