卡纳万病（海绵状脑白质营养不良）是一种影响婴儿神经系统的罕见致命病症。身为父母，当自己的宝宝被确诊患有卡纳万病时，对于他们来说这可能就是一次致命的打击。这种疾病通常出现在婴儿 3 至 6 个月大的时候，又被称为海绵状脑白质营养不良症，会导致严重的运动功能障碍、失明、癫痫发作。患者往往会在十岁以前因此死亡。

在此之前，研究人员一直没有找到治疗卡纳万病的方法，也没有治愈的希望，但随着基于细胞的新技术的出现，希望之城正在努力开发卡纳万病的突破性治疗方法。

该研究由首席研究员史艳红博士所领导，她同时也是干细胞生物学研究部（Division of Stem Cell Biology Research）主任和神经科学（Neuroscience）Herbert Horvitz 教授。在早期转化阶段，该研究得到了加州再生医学研究所（California Institute for Regenerative Medicine）的支持，并获得了美国国立卫生研究院 (NIH) 为期五年 780 万美元的研究经费。

“这种基于细胞/基因的疗法有可能改变这种毁灭性疾病的进程。”美国国立卫生研究院科学官员 Chris H. Boshoff 博士对此评论。

一项纠正基因突变的新技术

这项新研发的诱导多能干细胞 (iPSC) 技术正是治愈卡纳万病的希望所在。当使用人类细胞时，这种干细胞被称为“人类多能干细胞”（hiPSC）。 

与胚胎干细胞一样，iPSC 可以分化为几乎任何特定类型的细胞，但不涉及胚胎，因此对其使用不会造成伦理问题。那些能够被重新设计为 iPSC 的细胞可以很容易地从皮肤或血液中提取。然后，在实验室中，错误的基因被进行纠正，转化为相关的组织类型特异性细胞，再输回到患者体内。

这种技术的另一个优点是 iPSC 可以用作自体治疗（一种源自患者自身细胞的治疗），因此不会有免疫反应，也不需要长期服用免疫抑制药物来避免排斥反应。

“iPSC 技术给干细胞生物学带来的巨大潜力着实让我们感到震惊。我们认为，如果能找到一种由具有一种主要细胞效应的单一基因突变引起的疾病，那么我们就有机会通过将 hiPSC 开发成被突变破坏的细胞类型来纠正这种突变。”史博士表示。

卡纳万病是这项新技术的理想模型。它是由 ASPA 基因（一种维持大脑白质完整性的关键因素）的单一突变所引起。该基因编码可以合成天冬氨酸酰化酶。这种酶会分解成一种被称作“ N-乙酰天冬氨酸 (NAA) ”的氨基酸，随着数量的增加而产生毒性。卡纳万病突变阻碍了 ASPA 的活性，造成 NAA 不断增加，从而导致大脑退化。

“由于 iPSC 很容易在基因层面进行操纵，所以我们的想法是通过 iPSC 衍生的脑细胞将功能性 ASPA 基因引入卡纳万病患儿体内，以去除大脑中多余的 NAA，从而帮助他们进行治愈。”史博士告诉我们。

从理论上讲，这看起来非常的理想——但当他们开始测试时会发生什么？

令人印象深刻的初步研究和临床试验之路

在早期的一项研究中，史博士和她的同事将带有功能性 ASPA 基因的 iPSC 衍生细胞移植到患有卡纳万病的小鼠的大脑中。实验结果令人欣慰。小鼠脑内的 NAA 水平显著降低，白质变性出现逆转，运动功能正在改善。更重要的是，治疗效果持续时间长。在一次治疗后，注射的 ASPA 细胞库仍然存在，并继续维持着小鼠大脑的健康。

接下来他们进行了一项安全性研究，发现细胞增殖没有增加，也没有任何其他证据表明有肿瘤发生或正常细胞转化为癌细胞的现象。

根据这项鼓舞人心的研究，NIH 决定对未来五年的相关研究进行资助。目前，研究团队将在申请 FDA 批准研究性新药之前对其有效性和安全性进行明确的研究。一旦获得批准——可能最快两年后——就可以开始人体临床试验。

刚开始时，史博士对科学充满了青春激情，那时还只是为了满足好奇心的需要。如今，这股子热情也受到帮助他人的个人愿望的驱使。她经常想起在她获得第一个研究卡纳万病的奖项后曾经接触到的一位妈妈。“这位母亲对这项研究非常兴奋，迫切希望她的孩子可以参与试验，但我们的研究才刚刚开始。对此我深受感动，我希望我们能为她和其他处于同样困境的人披荆斩棘，继续向前推进这一目标。”

iPSC 技术的未来发展

虽然，卡纳万病是一种罕见病，但这项研究的成功将为更多疾病铺平道路，意义深远。

Boshoff 博士表示:“开发以自体 iPSC为 基础的疗法来治疗卡纳万病对其他神经系统疾病具有重要的意义。这项研究将为使用基于 hiPSC 的转基因细胞产品作为这种和其他遗传疾病的细胞疗法提供原理证明。”

这项工作非常需要团队之间的合作，史博士特别强调了她在希望之城共同研究者的重要性。他们分别是神经内科主任 Neal Prakash 博士、神经外科主任和The Heritage Provider Network 基因疗法教授 Behnam Badie 博士、基因治疗中心主任和 Aaron D. Miller and Edith Miller 基金会基因疗法主席 John Zaia 博士以及生物医学和遗传学中心生产总监 Joseph Gold 博士和生物医学和遗传学中心主任 David Hsu 博士。希望之城的其他主要团队成员包括实验室研究负责人 Jianfei Chao 博士和 Lizhao Feng 博士、放射科医师  Beth Chen 博士、儿科神经心理学家 Natalie Kelly 博士、生物统计学家 Jianying Zhang 博士以及生物统计学主任 Joycelynne Palmer 博士。作为项目的一名顾问，来自德克萨斯大学的 Reuben Matalon 博士首先确定了与卡纳万病有关的基因。

这项开创性的研究有可能为真正的医疗革命铺平道路。“我们正处于一项新技术的曙光之中，该技术有一天可能会被用于所有无法治愈的毁灭性疾病。” 史博士兴奋地表示。

希望之城成立于1913年，位于美国西岸，是针对癌症、糖尿病和其他威胁生命的疾病的独立生物医学研究和治疗中心，同时是骨髓移植和免疫疗法（例如CAR T细胞疗法）的领导者。希望之城是美国国家癌症机构指定的综合性癌症中心和美国综合癌症网络协会创始成员，它的转化研究和个性化治疗方案在世界范围内促进了医疗服务，人类合成胰岛素和多种突破性抗癌药都是基于该机构开发的技术而来。为帮助中国癌症患者的远程诊疗，希望之城开发了“远程第二诊疗意见服务 RSO”。通过这项服务，患者不仅可以免去来回奔波的辛苦，也降低了前往医院感染其他病毒的风险，因而有助于减轻焦虑情绪。