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本报专访香港科技大学下一任校长叶玉如院士:

建中国患者数据库
一滴血筛查阿尔茨海默病

港科大(广州)成立脑与智能研究院 将促进阿尔茨海默病诊疗实现更多突破
叶玉如
叶玉如与团队研发出简单的血液测试方法,利用图中仪器进行超灵敏高通量邻近延伸分析。

  她是国际顶尖神经生物学家,被称为“遗忘的对抗者”。自1983年在哈佛大学获得药理学博士至今,叶玉如已经专注于神经生物领域近40年,致力于找出阿尔茨海默病(AD)和帕金森病等神经退行性疾病的发病机制和治疗方法。

  如今的叶玉如依然在不断探索前行,她带领团队建立先进的生物标志物开发平台,识别出新型的血液生物标志物,并设计出一套创新的人工智能AD评分系统,可用于预测罹患AD风险、早期诊断以及划分患病的阶段。

  近日,香港科技大学(广州)迎来第一批新生报到注册,而从今年10月19日起,叶玉如也将成为香港科技大学的下一任校长。广州日报全媒体记者近期专访了叶玉如,谈论关于她的阿尔茨海默病最新相关研究,以及未来香港科技大学(广州)的发展方向。

  文、图/广州日报全媒体记者 程依伦

  人物介绍:

  叶玉如,神经生物学家。

  1983年获哈佛大学医学院药理学博士学位;

  1993年进入香港科技大学任教;

  2001年当选为中国科学院院士;

  2004年获世界杰出女科学家成就奖;

  2015年当选为美国国家科学院外籍院士;

  2022年5月被任命为香港科技大学下一任校长,从2022年10月19日起生效。

  下一任校长的“多重身份”:

  带领学生“对抗”神经退行性疾病

  与许多人以为的“雷厉风行”形象不同,叶玉如的形象就如她的名字一般,她的眼神里带着温和的笑意,说话的语调柔和;她喜欢兰花,每次出席重要的讲座或活动,她都爱穿一套兰花色调的西装套装。

  叶玉如有许多身份。2001年,她当选为中科院院士;2004年,她获得被誉为“女性诺贝尔奖”的世界杰出女科学家成就奖;她曾两次获得国家自然科学奖;她还是香港科学院原创院院士、美国国家科学院外籍院士。前不久,叶玉如又有了一个新身份——香港科技大学下一任校长,这也意味着,叶玉如将成为港科大自1991年创校以来的首任“女掌门”。

  而在学校里,叶玉如也有着许多身份。作为香港科技大学的下一任校长,同时也是该校生命科学教授、分子神经科学国家重点实验室主任以及香港神经退行性疾病中心的主任,她既需要从事基础研究,又需要从事管理,同时还得带学生,培养一批批年轻的学者。因此,叶玉如每天的行程都被安排得满满当当:学生们通常是每天9时进实验室,而叶玉如每天早上7时30分就已经到办公室开始工作,和学生们在实验室里待上一整天。

  “除了对阿尔茨海默病的研究,我们也在建立其他神经退行性疾病的研究人群数据库,如帕金森病人群等。我们也希望利用我们在阿尔茨海默病领域研究获得的宝贵经验,如血液检测开发和干细胞药物筛选等,为其他神经退行性疾病的诊断与治疗提供帮助与洞见。”叶玉如说。

  建立中国AD患者数据库:

  可早期预测筛查患病风险

  “什么时候可以研发出药物?我们还有多久能战胜疾病?”这是叶玉如经常被问到的问题。目前,对阿尔茨海默病的诊断和治疗仍面临着巨大挑战:往往患者常在病情进入晚期、出现记忆丧失等症状时方获确诊,但事实上,当患者出现病征时,就意味着其患上阿尔茨海默病的时间至少已经在10年~20年前。

  “因此,早期的诊断至关重要。当患者出现轻度或早期认知障碍时,及早发现有助他们及时进行健康管理和干预,改善治疗效果。目前的研究发现,生物标志物对于AD的早期诊断具有重要作用。也就是说,我们可以通过基因测序一个人罹患AD的风险等级。但如今国际上关于AD遗传学因素的研究都是使用西方人群,其遗传因素和环境不一定适合中国人群。所以这个项目一开始,我们想以中国人作为参考。”叶玉如透露。

  根据叶玉如的相关研究结果表明,中国AD患者与西方人群在遗传风险、基因表达以及蛋白组含量变化等多个层面上确实都存在一定的区别。“这也进一步强调了建立中国AD患者数据库的重要性,从而可以实现针对中国AD人群的精准疾病风险预测、筛查以及干预治疗。”

  关于中国人群的AD全基因组测序研究,叶玉如团队是全世界首个完成的。而在此基础上,叶玉如团队还建立起了全球首个全面的中国人群AD患者基因数据库,其样本库中现阶段已囊括了数千人的遗传数据、基因表达数据、蛋白组数据以及脑成像数据等。“当然,我们还在不断扩大样本容量和类别。我们也在与更多的医院和社区机构合作,进一步扩大样本丰富度,帮助筛查鉴别新型AD风险因子。”

  发现新型遗传风险因子:

  一滴血可筛查出AD患者

  “实际上,过去行业内已有研究表明,遗传因素在阿尔茨海默病的致病机理中起着非常重要的作用。我们最近的研究也验证了这一点,并成功发现了一个新型AD遗传风险因子,它能够通过调控患者血液中的基因表达与蛋白含量,从而调控大脑中的免疫反应,并显著影响AD的发病风险与病理进程,为研究其致病机理提供了关键基础。而这些成果推动我们设立了生物标志物开发平台。”叶玉如透露。

  根据成功识别出的血液蛋白生物标志物,叶玉如研究团队成功构建了特定的生物标志物组合:只需一滴血即可筛查出AD患者,以及评估其病情发展阶段。这些发现即表明,血液蛋白将成为未来AD干预治疗手段研发的关键靶标,并为AD的相关药物研发提供明确方向。

  与现有的血液生物标志物不同,叶玉如表示,他们所发现的这19种具有AD患病特征的血液蛋白,不只在神经元中表达,而是来自人体的不同组织和细胞,并参与不同的生理过程如神经信号传递、免疫反应、代谢调控等。“我们的研究结果表明,这些血液蛋白都在AD患者体内发生了显著的浓度变化,因而可以指示AD患者体内如神经系统、免疫系统、代谢系统等发生的显著病变。现阶段我们已经能实现对于AD患病早期,如在临床症状尚不明显时的精准检测,并在近千人的血液样本中完成验证,准确度超过95%。”

  为降低检测成本,推动该项检测技术的普及,叶玉如与团队还在进一步优化检测手段。且这项技术可开发成为临床工具,用于AD的早期诊断和分期。

  “目前在AD药物研发上面临的主要难题是AD的致病机理不明确,同时在动物模型身上的药物实验难以适用于人体治疗等。”叶玉如透露,药物研发是一个漫长的过程,再加上临床上的发病机制每个患者都是不同的,因此,想要探寻药物的有效性,需要不断地做基础研发——目前,基于大规模的AD患者研究队列,筛选鉴别AD关键的致病因子,并利用新型人体细胞模型等筛选适用人体的干预手段与药物分子,最终结合动物模型验证药效,已成为AD药物研发的关键。

  港科大(广州)成立脑与智能研究院

  未来将促进我国AD诊疗策略突破发展

  叶玉如透露,目前团队中已有超过60名科研人员,涵盖了神经科学、免疫学、遗传学、人工智能等多个领域;与此同时,团队也正在与国内外高校以及机构开展紧密合作,如中国科学院深圳先进技术研究院、伦敦大学学院、斯坦福大学等,希望通过与多领域、多学科的专家团队合作,共同推动阿尔茨海默病的诊疗研究。

  近日,香港科技大学(广州)迎来第一批新生报到注册。叶玉如向记者透露,未来广州也将在推动阿尔茨海默病诊断和治疗方面贡献更大的力量。“目前,我们也在积极推动广州校区的神经科学研究,希望通过培养更多研究人才,促进我国的AD诊疗策略的发展。”叶玉如说。

  据记者独家获悉,目前香港科技大学(广州)开设了生命科学与生物医学工程学域,并成立了首个跨双校区的研究机构——脑与智能研究院。未来该研究院将有望推动神经科学、生物学、人工智能、工程学等跨学科合作,培养更多跨学科人才,推动AD诊断和治疗实现更多突破。

 
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“科学仪器做不好 只能跟着别人走”