僵直性脊椎炎有解!中研院找到关键酵素

僵硬难题有解!中央研究基因体研究中心研究员林国仪,与博士生刘津秀医师,结合国内外医疗院所,成功找到僵直性脊椎炎的关键酵素TNAP,解开致病机制,并发现既有药物机会老药新用」再开发,为此医疗难题带来曙光

研究成果已于11月刊登于《临床研究期刊》(Journal of Clinical Investigation),并获《自然评论风湿病学期刊》(Nature Reviews Rheumatology)撰文评论。

僵直性脊椎炎是一种发生在脊椎关节的慢性发炎疾病患者肌腱韧带连接处会开始增生赘骨,一节节的脊椎将互相沾黏而失去柔软度,最后便僵化如一根竹竿。目前治疗僵直性脊椎炎以使用抗发炎药物为主,尚无可有效阻止赘骨生成的方法

有感于此,在台北慈济医院担任风湿免疫科主治医师的刘津秀,在看诊繁忙之际,仍投入中研院转译医学博士学程,并加入专门研究免疫学的林国仪团队,希望找到根治此一医疗难题的方法。经过七年努力,原本从免疫学角度出发,后来峰回路转,找出僵直性脊椎炎从细胞到基因的讯息传递路径,更找到赘骨生成的关键酵素TNAP。

林国仪表示,此研究从临床手术中取得病患赘骨间叶干细胞(Mesenchymal stem cell, MSC)。MSC是一种多功能干细胞,也是成骨细胞软骨细胞的来源;而在MSC中的HLA-B27基因,则经证实与僵直性脊椎炎密切相关。在将MSC植入老鼠体内后,研究团队发现,老鼠脊椎三周内便有赘骨生成。

深入研究后,团队终于破解僵直性脊椎炎的致病机制:当MSC中的HLA-B27基因在合成蛋白质时发生错误堆叠,形成不正常的结构,便会传递特殊讯息增加TNAP酵素,进而造成异常的骨化,最终导致僵直性脊椎炎。

掌握关键酵素TNAP后,研究团队进一步透过药物筛选,找出pamidronate等现有的双磷酸盐药物,即有助于抑制小鼠体内的TNAP酵素。刘津秀表示,pamidronate目前用于治疗骨质疏松症,未来可进一步针对pamidronate进行抑制TNAP以阻止赘骨生成的临床试验,而对使用中的老药找到新用途,理论上可以加速临床实验的进程,希望有机会提供僵直性脊椎炎病患新的治疗选择。

研究团队也用台、英两国超过300组跨越人种血清,找到预测疾病进程的方式。测试结果证实,TNAP酵素对不同人种皆会产生赘骨,而TNAP酵素的活化程度,也与骨化的情形成正比

同时,此研究也发现血清中骨来源的TNAP,可作为赘骨生成速率生物指标。根据此一指标,合并临床上的发炎指数(CRP),就可以预测僵直性脊椎炎患者中,容易产生脊椎沾黏钙化的高危险群,早期对症下药。

林国仪表示,此次研究是各单位合作的成果,大家共同的目标,就是为僵直性脊椎炎找到根除的治疗新方法。慈济医院陈英和医师提供了在手术中取出病患的赘骨,而中国医药大学的洪士杰医师则协助从赘骨中取得间叶干细胞(Mesenchymal stem cell, MSC)。此外,来自台北慈济医院陈俊雄医师提供了140个台湾患者的血清,中山医大魏正宗医师亦协助引介来自英国免疫风湿科医师Sengupta Raj提供180位英国患者的血清。