互动科普

儿童大脑保存库告急

撰文 艾利森·阿伯特（Alison Abbott） 翻译 谢杨

戴维·阿玛拉尔（David Amaral）希望研究儿童大脑的发育。他认为，研究大脑有助于发现自闭症儿童在控制情绪和行为方面出现异常的原因。但他很快发现，大脑保存库无法满足他的需求。他说，“很难得到高质量的大脑”。保存库可能有上千个大脑——但不是来自儿童的，而且不一定处于最佳状态。

阿玛拉尔是美国加利福尼亚大学戴维斯分校神经发育障碍医学研究所（MIND）的负责人，包括他在内的许多科学家都渴望利用儿童大脑进行研究。从胎儿到十几岁这个阶段，是大脑发育的关键期；自闭症、精神分裂症等破坏性神经发育障碍的部分原因，正是神经连接在此期间出现错误。许多研究人员希望利用新技术，获得正在发育大脑的动态图像，从而找到出错点。

美国国家精神卫生研究所（NIMH）的神经病理学家乔尔·克雷曼（Joel Kleinman）说，如果研究取得成功，结果将是激动人心的。他和同事用基因技术研究了269个不同年龄阶段的大脑，结果表明：在大脑发育过程中，基因表达发生了一波非常显著的变化。他说：“我仿佛亲眼目睹了大脑的诞生。”

大脑难寻

但克雷曼的经历可遇而不可求，因为儿童大脑的收集和储存面临诸多挑战。孩子夭折后，父母必须尽快授权，而这时，正是他们最悲伤的时候。胎儿大脑通常只有在堕胎后才能获得，而这在政治上是很敏感的，孩子母亲也很难接受。十几年来，生物医学机构一直难以在这个问题上取得突破。

阿玛拉尔认为，解决之道并不复杂：首先，可以做验尸官的工作，同时向智障儿童家属解释捐献大脑的科研价值，鼓励他们签署捐献协议；其次，在美国各地建立大脑收集网络，确保捐赠大脑能得到及时保存；再次，对保存库进行集中式管理，确保每个捐献的大脑都能直接供给高水平研究团队。阿玛拉尔说：“只要有人来负责这项工作，一切问题都能解决。”

目前，一些针对神经发育疾病的援助团体正在为解决这些问题而努力。“自闭症之声”组织（Autism Speaks）的副主席、神经学家罗伯特·林（Robert Ring）说：“对于这项工作，目前还处于纸上谈兵的阶段。” 罗伯特·林正致力于建立阿玛拉尔所说的那种大脑保存库。他说：“给我们一年时间，我们将与科学界建立一种合作模式。”

目前负责保存儿童或胎儿大脑，并将它们分配给大型研究机构的大型保存库只有两家：一个位于美国马里兰大学医学院，由美国国家儿童健康与人类发展研究所（NICHD）负责运营；另一个叫做“自闭症组织计划”，由“自闭症之声”组织运营，位于哈佛大学贝尔蒙脑组织资源中心。

包括NICHD在内的许多大脑保存库的工作人员，每天早上一般都会打电话给各地的验尸官办公室。如果正好有儿童尸体要解剖，他们会在征得验尸官的同意后，与儿童的家长联系，请求家长捐献自己孩子的大脑用于科研。但是，参与这件事的验尸官办公室并不多，能收集到的大脑组织很有限。“自闭症组织计划”更多依赖于直接与丧子家属联系。取得家属授权后，专家会亲临现场采集大脑。由于要到美国各地去采集大脑组织，这意味着专家要经常出远差。理想情况是，人死之后大脑尽快得到保存，最大程度地保护脑组织，以免科学家想要研究的蛋白质和其他分子降解掉。其他因素也会影响大脑组织的完整性，例如死后过多久冷冻尸体、死亡过程是否缓慢而痛苦。研究表明，这些因素都会改变大脑中的基因表达，影响脑组织的科研价值。

收集胎儿大脑也很难。自然流产胎儿的大脑不能用于研究，因为自然流产的胎儿往往是死后很久才娩出。手术也会损伤大脑组织，因此只有药物流产胎儿的大脑才适合用于研究。

尽管NICHD保存库和“自闭症组织计划”保存库共收集了近1 300个19岁及以下人士的大脑，但两者都不能满足研究人员的需求。NICHD保存库的负责人、神经科学家H·罗纳德·齐尔克（H. Ronald Zielke）说，由于大脑组织非常匮乏，20％的申请得不到满足。齐尔克说，包括NICHD在内的许多保存库，都非常缺少（或者已经用完）对于研究发育异常来说最有用的大脑组织，比如负责情感处理的杏仁核、与认知及社会行为相关的前额叶皮层等。大脑保存库的运行费用非常高——NICHD保存库每年的直接运营成本高达90万美元。

为了解决大脑组织的库存短缺问题，一些研究者已在自行采集大脑组织，供自己使用。NIMH的克雷曼在研究基因表达时，就使用了他自己采集的大脑组织。最近，《自然》杂志也发表了一项类似研究，是由耶鲁大学医学院的雷纳德·瑟斯坦（Nenad Šestan）与克雷曼合作开展的，研究中就用到了瑟斯坦的大脑组织保存库中的样本。他们的研究显示，出生后不久，大脑细胞中的基因表达发生了剧烈变化（参见“大脑变化”）。美国加利福尼亚大学旧金山分校的新生儿学家戴维·罗维奇（David Rowitch）也利用自己采集到的大脑组织，进行了一项研究，结果表明：在婴儿大脑中，两个结构之间祖细胞转移现象在18月龄后逐渐减少，成年后几乎消失。这项研究也于近期发表在《自然》杂志上。在霍华德·休斯医学研究所的支持下，罗维奇从2008年开始收集大脑，现在已经超过100个，其中大部分来自婴儿。

这些研究显示了“个人收藏”的价值，但罗维奇和瑟斯坦均表示，人体材料处理涉及行政程序，建立和运行个人保存库是“让人头疼的事情”。 瑟斯坦说，如果美国国立卫生研究院（NIH）负责存管，他会“感觉方便很多”。 他说：“对小组织而言，建立大脑保存库有些力不从心，而NIH可以建立大规模保存库。”

捐赠动员

事实上，神经学家多年来一直提议，由NIH主导建立大脑收集网络，并建立收集和保存的标准化流程。

去年7月，“自闭症之声”组织和纽约西蒙斯基金会向NIH提交了一份正式提案，建议建立公私协作机制，收集儿童大脑（既包括患有自闭症的，也包括没有自闭症的）。他们的想法是，援助团体可以重点游说那些潜在的捐献者，特别是有自闭症患儿的家庭，而由NIH出资建立和管理大脑保存库。

然而NIH却一拖再拖。今年6月，罗伯特·林从制药巨头辉瑞公司跳槽到“自闭症之声”组织，在已经习惯了说做就做的企业文化的罗伯特·林看来，“对于基金会组织，当前是在大脑保存库的建设上获得领导权的难得机会”。目前，“自闭症之声”组织与西蒙斯基金会正在和科学家讨论，希望就大脑保存库的科学标准达成一致。罗伯特·林认为，建立多处大脑组织采集中心，有助于突破区域物流限制，缩短大脑组织从死亡到采集入库的时间。

NIMH的负责人托马斯·英塞尔（Thomas Insel）说，NIH已经资助了11个与神经疾病相关的大脑保存库，NIH想采取“合理的整体策略，而不是不停地增加保存库数量”。他说，NIH已经原则上同意建立一个收集成人和儿童大脑的“神经生物保存库”。虽然明确计划尚未出炉，但这个保存库很可能会设置多个收集站（NIH现有的组织保存库可能成为“节点”），然后在组织材料的监管和分配上采取集中管理。这正是援助团体所期望的。

无论如何，寻找丧子家属这一令人痛苦的环节都难以避免。年初出任MIND独立组建的保存库负责人的辛西娅· 舒曼（Cynthia Schumann）说，自己第一次与捐献家庭接触时很震惊，“让我极为感动的是，孩子的父母都很感激我们，给了他们支持自闭症研究的机会，让他们度过难关。”舒曼也像“自闭症之声”组织的顾问一样，花时间向相关家庭普及自闭症研究知识。她说：“家长一般都会同意签署协议，并鼓励其他家庭也签署协议。”她认为，这样一来，说服父母捐献子女的大脑就不那么难了。

瓦莱丽·洪德（Valerie Hund）的经历反映了这一点，她16岁的儿子格雷森（Grayson）在今年1月去世后，她把儿子的大脑捐献给了MIND。格雷森患有自闭症和癫痫，死于一次癫痫发作。洪德说，她有个邻居是MIND的成员，这位邻居的大女儿在格雷森死后不久就打来电话。这次捐献“帮我度过了最痛苦的时期，我很高兴格雷森能对研究有所帮助。”

洪德说，MIND的工作流程对于提高人们对大脑和组织保存库的认识很重要。“如果我们能提前考虑捐赠，这项工作或许就不会太难开展——而实际上人们往往是最后才考虑捐赠这件事。”