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脊柱側彎原因|港大中大研究揭青少年原發性脊柱側彎患者的遺傳成因 冀有助研究新療法

Fion
編輯: Fion
日期: 2024-01-31

脊柱側彎原因|港大中大研究揭青少年原發性脊柱側彎患者的遺傳成因 冀有助研究新療法

青少年原發性脊柱側彎(AIS)是最常見的脊柱畸形,影響全球數以百萬青少年,然而成因未明。港大醫學院團體近日取得全球性突破,成功識別AIS的主要成因。團隊發現SLC6A9基因變異,令突觸神經傳送及中樞模式發生器失調,導致脊柱側彎。研究人員希望是次研究有助識別與AIS相關的基因變異,填補對遺傳成因與AIS關係方面知識的不足,開創為AIS患者提供針對性和個人化的治療新方案。

脊柱側彎原因|可導致呼吸困難、高低膊等併發症

AIS是一種常見脊柱畸形疾病,當脊柱偏移角度超過10度即為脊柱側彎,而本港有3.5%介乎10歲至18歲的青少年為AIS患者。脊柱側彎一般於青春期時惡化,可導致各種併發症,包括心肺功能受損、呼吸困難,或有背痛、高低膊、盤骨不對稱,造成外觀問題,有可能影響患者的社交活動和心理健康。

可是,目前AIS成因未明,而現有治療方案僅限於側彎發生後進行治療,包括佩戴矯正器(支架)或手術,並未有預防和早期干預的方法。

脊柱側彎原因|港大中大研究揭青少年原發性脊柱側彎患者的遺傳成因 冀有助研究新療法

脊柱側彎原因|真實個案:家族成員均患有脊柱側彎

由港大醫學院臨床醫學學院矯形及創傷外科學系鍾培言教授和生物醫學學院宋又強博士,以及香港中文大學醫學院生物醫學學院高波博士領導的跨學科研究團隊分享了真實重要案—AIS患者林小姐和羅小姐。

研究人員表示,兩人均於青少年時期患有嚴重的脊柱側彎,亦因此曾於大口環根德公爵夫人兒童醫院接受過脊柱畸形矯正手術。隨後,研究團隊陸續發現她們家族中多名成員均患有脊柱側彎,分別為林小姐及羅小姐家族成員中的61%及50%,團隊亦發現這些成員帶有遺傳性「SLC6A9」基因變異,部分家族成員亦需要接受矯正手術。

脊柱側彎原因|發現傳性基因變異為主因

為探究脊柱側彎的基因基礎及病理機制,研究團隊對香港大學、德州Scottish Rite Hospital for Children及北京協和醫院合共1,701名AIS患者和3,219名對照組人士進行基因檢測,鑑别出SLC6A9基因的罕見變異。該基因負責產生一種名為甘氨酸轉運蛋白1(GLYT1)的蛋白質,這些變異基因會導致神經訊號的傳遞和協調中斷。GLYT1負責調節中樞神經系統中的甘氨酸水平,有助正確傳導脊椎中的神經訊號。

團隊的研究揭示,「SLC6A9」變異基因會降低甘氨酸攝取,令甘氨酸濃度提高,產生異常的神經傳遞。為了進一步驗證他們的發現,團隊利用斑馬魚模型,透過基因編輯技術破壞斑馬魚的「SLC6A9」基因,模擬人類AIS患者的基因變化。研究結果顯示,突變斑馬魚表現出脊柱彎曲和神經活動不協調,與AIS患者的症狀相似。

此外,為探索AIS的潛在預防療法,研究團隊在突變斑馬魚上測試了苯甲酸鈉,這是一種臨床上用於治療甘胺酸腦患者的甘氨酸受體拮抗劑。結果顯示,苯甲酸鈉可以中度減輕斑馬魚的彎曲程度,有望為甘氨酸水平較高的AIS患者提供預防性治療。

鍾教授補充:「我們可通過進一步研究和臨床試驗,革新目前對AIS的治療策略,希望能大大改善AIS患者的生活。」是次研究已在學術期刊《臨床研究期刊》發表。

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