1986年，一个横跨大西洋两岸的法国-加拿大家系走入了心脏病学研究者的视野。渥太华大学心脏研究所Martin S. Green教授携手斯坦福大学遗传学系J. Michael Cherry教授，通过对该家系整整五代人中所有患病者的样本分析，首次发现某些家族性心室预激综合征(Wolff-Parkinson-White Syndrome)为基因突变引起，且患者会出现室上性心律失常和心肌肥大等症状。2002年，加拿大University Health Network研究员Michael Gollob博士，首次在分子遗传学层面锁定了一种基因突变类心室预激综合征的“元凶”：通过对多个家系患者基因测序，证实他们的染色体都存在PRKAG2突变。虽然这些研究成果来自北美学者，而心室预激综合征却是中国70%阵发性室上心动过速患者的疾病诱因。
▲加拿大University Health Network研究员Michael Gollob博士
然而尽管PRKAG2心脏疾病的病因已确认十余年，却一直缺乏有效的治疗手段。依靠多年的临床实践经验和开拓创新的研究精神，上海中山医院心内科主任医师颜彦研究组携手武汉大学生命科学学院院长宋保亮研究组，在小鼠模型上利用CRISPR/Cas9基因治疗策略成功逆转了PRKAG2心脏疾病的主要指标。这不仅是PRKAG2基因突变患者的福音，更是人类首次运用CRISPR基因疗法治显性遗传心脏疾病，为心脏病诊疗方向带来了新的希望和曙光，相关研究成果也于去年在线发表在《Cell Research》之上。
颜彦在上海医科大学获得硕士、博士学位之后，在美国克利夫兰心脏中心完成博士后训练后回国，在冠心病内科保守及介入治疗以及心肌病等领域有多篇重要论文发表，于2011年获得药明康德生命化学研究奖，并曾荣获卫生部科技进步二等奖。
▲上海中山医院心内科主任医师颜彦教授
基因剪刀手：逆转心肌糖原异常沉积之路
药明康德：请问您是通过怎样的契机投身于PRKAG2基因突变型心脏疾病的疗法研究?作为心脏预激综合征范畴内的一种遗传病分支，该疾病有哪些独特的症状和病理特点?
颜彦教授：几年前来自浙江诸暨的一对母子来到中山医院看病，他们都是PRKAG2基因突变患者。虽然经过多种治疗方式的尝试，这对母子最终仍然不幸离世。基因突变先天性代谢疾病的致死致残很高，面对病人的痛苦和现有医疗手段的匮乏，临床医生常常感觉到无奈;但正是医学的局限深深触动了我，并激励我们利用最新的科技手段实现临床治疗的突破与创新。
PRKAG2心脏综合征是一种常染色体显性遗传性疾病，PRKAG2基因编码单磷酸腺苷蛋白激酶(AMPK)γ2亚基。AMPK 即单磷酸腺苷(AMP)激酶，被誉为“细胞能量调节器”，它既有短期的能量代谢调节作用，也有长期的基因转录调节作用。AMPK的亚单位几乎可以在所有代谢器官内表达，虽然目前人类对其庞杂生理作用的研究还在初始阶段，但该激酶已经成为糖尿病、肥胖等多种代谢疾病疗法研究的重要靶点。
▲AMPK庞杂的生理功能(图片来源：wikispaces.com)
PRKAG2心脏综合征主要是因为AMPK活性紊乱导致心肌糖原异常沉积，从而引起心肌肥厚、心室预激、进展性传导系统疾病，甚至可能诱发心源性猝死。心肌细胞的不断病变如果不能有效逆转，可能发展为心脏衰竭，并需要进行心脏移植。
药明康德：请您介绍一下该基因疗法的实验细节和治疗理念。
颜彦教授：我们从患病家系者体内检测到AMPKγ2亚基上存在H530R突变，并以此构建了表达该突变基因的转基因小鼠和基因敲入小鼠模型。两种小鼠模型均成功再现了病人的主要病理特征，首次在实验层面证实H530R突变为PRKAG2心脏综合征发生的关键蛋白结构域位点。
▲CRISPR/Cas9作用示意图(图片来源：颜彦课题组)
之后我们将CRISPR/Cas9装载在安全高效的腺相关病毒9 (AAV9)中，并递送到小鼠心脏表达。腺相关病毒是依赖腺病毒而生的一种单链DNA亚病毒，其安全性好、宿主细胞范围广(分裂和非分裂细胞)、免疫源性低，在体内表达外源基因时间长，所以被视为最有前途的基因转染载体之一，目前已经常用于基因疗法和疫苗研究。
▲AAV9-CRISPR注射后的H530R突变小鼠心脏大小恢复正常(图片来源：颜彦课题组)
在实验中，AAV9-CRISPR注射后的小鼠实现了特异性等位基因编辑，实验结果显示H530R突变小鼠的心脏大小恢复正常。尽管成年人的心脏细胞不能像干细胞基因一样被彻底重新编程，但是该实验还是抑制甚至阻断了心肌糖原在细胞的不断沉积，以及由此引发的结构功能障碍，从而逆转了相关心脏疾病的主要指征。
悬壶济世，渴望实现本土突破性研究贡献
药明康德：临床医生兼顾门诊治疗与学术研究是非常艰巨的挑战。您如何看待临床医生投身全新疗法探索与新药研发所面临的挑战?
颜彦教授：中国是一个人口大国，心血管疾病患病人群数量也非常庞大，然而心内科领域的疾病研究以及疗法创新，至今仍然几乎被欧美及日本医学家、学者垄断，比如中国70%阵发性室上心动过速的患者都受累于心室预激综合征，但是与PRKAG2相关的学术研究最初仍是由北美学者主导。
这样的例子还有很多，比如唯一的天然水溶性降血脂他汀类药物——普伐他汀(Pravastatin)由日本第一三共研发成功后上市。该药物与脂溶性他汀类药物最大的区别，在于高度的肝脏选择性，避免了对肝外组织的不利影响。在该药物成功研发之前，也有欧洲研究人员对同类先导化合物进行过检测，认为不能确认其降低胆固醇作用;而日本研究者则矢志不移地寻找突破口，在无数次小鼠实验失败之后，最终经过整整6000次实验发现了其在小狗身体内的降低胆固醇作用。
▲普伐他汀化学分子式(图片来源：维基百科)
相较于研究所的学者，临床医生开展学术研究面临着不同的挑战，的确受限于门诊量、工作环境、实验条件等客观因素。但我认为所有学术成果得以实现的关键，是严谨的治学态度和敢于怀疑的学术精神。发达国家医生的日常工作量也很大，但他们仍然能克服挑战并取得很多突破，无疑是激励我前行的榜样。不论在心内科还是胸外科，作为临床医生如果只是跟风国外成果，那么我们毕生的工作对于整个医学界的进步而言都是微不足道的。如今国家的整体经济和科技水平进展迅猛，我非常希望能够在自己的研究领域做出一些根本性的研究贡献。
药明康德：除了在疾病药物靶点发现以及新型疗法突破之外，您认为还有哪些领域也是心内科疾病诊疗的发展方向?
颜彦教授：患者在接受治疗之前，首先需要医生的诊断、选择治疗手段、制定综合方案，这些才是最关键的环节。当代尖端的诊断检测仪器设备层出不穷，所以有些人会放松对基础医学知识的积累，更忽略了对于病人心理和生理状态的综合判断。什么是医学甚至生命科学的本来面目呢?19世纪美国著名结核病医生Edward Livingston Trudeau留下了医学界的至理名言：有时去治愈，常常去帮助，总是去安慰。其实基础知识仍然是我们断症的基本功，创伤性的检测手段甚至手术方式应该作为辅助，来帮助我们进行诊疗。对于一些重大疾病、疑难杂症、危重病人的病例，医生更应该切实更应该考虑病人的心理、年龄、家庭等情况，做出合理的确诊结论和治疗方案，避免误诊和过度治疗。
▲Edward Livingston Trudeau生前影像
近期有一个30出头的年轻小伙子从无锡转院到中山医院，之前的结论是心衰且必须立刻进行心脏移植。但是我通过综合判断确诊他只是主动脉瓣反流引起一系列症状，所以这位病人通过瓣膜手术之后很快痊愈出院。如果当时这个年轻人接受了误诊并等待器官移植，这对于他的手术风险以及今后的人生质量，都会带来不可估量的负面效果。
十多年前我还遇到一位宁波患者，患有右心房恶性淋巴瘤却被误诊为心内膜炎。这位患者最初因为诊断为窦房阻滞而植入永久起搏器，之后出现高热又被诊断为心内膜炎;她转入中山医院之后立刻施行全麻永久起搏器取出，在这个过程中发现了非霍奇金性恶性淋巴瘤。原发心脏恶性肿瘤极其罕见，但是如果通过临床经验的积累，在遇到不明原因的发烧、心衰、心肌肥大、心包积液以及上腔静脉综合征，仍应考虑恶性肿瘤的可能性。这个案例更说明基础知识的积累和更新永远不过时，先进的仪器并不一定能超越扎实的基本功。
理想与方向：让天下没有难治的病
药明康德：多年的临床诊疗生涯中，您觉得自己能积累扎实的基本功、并准确诊断疑难杂症，关键的秘诀是什么?
颜彦教授：我于1992年开始攻读上医大的研究生课程，那个年代学风单纯正统，相对而言各种干扰诱惑都比较少。我们求学的理想就是要全面学习心脏病学的基础知识，成为一个怀有优秀临床技能的医生。当时的导师如今已经是耄耋之年，仍然勤奋学习研究，所以当年他对我们的影响非常大。我至今仍然忘不了学生时代每天和导师查房看诊的日子，特别努力记忆所有的医案和病人病例、既往病史，希望能够准确全面地回答导师提问，并进行团队合作救助病人。
▲颜彦教授参加2011年药明康德生命化学奖仪式
许多疾病都相互关联，需要医生从病人的整体身体情况来把握判断，只见树木不见森林是医生的大忌，这就需要医生从学生时代开始要有良好的基本功。生命科学的进展一日千里，我们要不断夯实自己的知识储备才能最终为病人提供优质服务。所以从立志于投身临床医疗这个行业开始，白天看病晚上学习，虽然知识和经验的积累很辛苦繁杂，但我从来不敢荒废一天!优质服务不只是喊口号，而是要真刀真枪，拿出真本事。
药明康德：对于未来的行医和学术研究，哪些人是您追随的榜样?您还有哪些努力方向?
颜彦教授：除了学校和医院的前辈专家，我还很喜欢从心脏病治疗的历史中寻找榜样的力量。我喜欢了解心脏病发展和医学发展的历史，在每一个重要节点对医学做出重要贡献的人物都让我钦佩。
18世纪末正式成功推广牛痘预防天花的英国医生Edward Jenner被誉为免疫学之父，他因此被称作史上救人最多的医生。但同时他在心血管领域也做出了重大的贡献，这一点却并不为人熟知。当时有一位外科医生罹患心脏病去世之后由他解剖，Edward Jenner细致地观察到了冠状动脉阻塞会引起心绞痛的生理结构。
Eugene Braunwald原先是来自奥地利的犹太人，在二战期间前往美国。他引领的团队所做出的贡献影响了心血管疾病治疗整整半个世纪的发展历程，而他主编的《心脏病学》和《哈里森内科学》也成为全世界心血管医生的圣经。他很多学术理念和人生哲学都深深地影响着我，我希望自己能从这些泰斗级大师的身上汲取正面的力量。
▲Eugene Braunwald教授
谈到对于未来的研究展望，其实我这样年资的医生对于很多常见病甚至疑难病都能做出很好的诊断。但正如我之前所言，不少心脏疾病仍却缺乏有效治疗手段，而临床医生要进行创新疗法研究也面临着许多软硬件的挑战。像药明康德这样的一体化研发服务平台对于我们而言非常重要，我相信今后通过更加丰富的产学研联合模式，可以更好地将研究平台与医疗需求结合在一起，为广大患者做出更大的贡献和帮助。让天下没有难治的病，难做的药，是个宏伟的目标，也是让我真心感动的理想，希望我们共同努力朝这个方向努力前进!
