浙江唯一的人腦庫——浙大醫(yī)學(xué)院中國人腦庫,位于浙江大學(xué)紫金港校區(qū)內(nèi)。

  自2012年11月收集第一例捐獻(xiàn)大腦至今,已按照國際標(biāo)準(zhǔn)工作流程,收集、儲存了274例人腦組織。其中,被診斷為阿爾茨海默病的捐獻(xiàn)大腦有44例,是捐獻(xiàn)例數(shù)最多的病種。

  11月18日,都市快報健康新聞部記者實地探訪了浙大醫(yī)學(xué)院人腦庫。

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  零下80℃的超低溫大冰箱

  可以使大腦樣本

  維持在取材時的狀態(tài)

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  人腦庫設(shè)在浙大醫(yī)學(xué)院一棟教學(xué)樓的一樓,約300平方米,共兩層。一樓是研究人員的辦公室和腦庫實驗室,經(jīng)過狹長的走廊,沿著樓梯往下走,地下一層就是腦庫儲存的核心地帶。這里有幾臺零下80℃的超低溫大冰箱,超低溫可以永久保存大腦樣本,使其中的基因、核酸甚至蛋白質(zhì)成分保持穩(wěn)定,也即維持于其取材時的狀態(tài)。

  打開冰箱門,里面是多層儲存格,拉開其中一格,格子里面是小盒子,每個小盒子里面冷凍儲存著已經(jīng)被標(biāo)記好了腦區(qū)的捐獻(xiàn)者的大腦組織。盒子表面采用數(shù)字、字母標(biāo)注了捐獻(xiàn)者身份和腦區(qū)。

  地下一層的另一側(cè),是腦組織樣本常溫存放室。在這里,捐獻(xiàn)大腦的一部分被制作成了石蠟包埋的組織塊,組織塊還可以做成切片,其中一部分經(jīng)由特殊染色程序制作成神經(jīng)病理學(xué)診斷切片,腦庫的神經(jīng)病理學(xué)診斷老師將依據(jù)這些染色切片給每一個大腦做出最后診斷。明確診斷的腦組織樣本,并在后續(xù)根據(jù)研究人員的申請報告提供給對方。

  低溫凍存的腦組織可用于提取RNA(核糖核酸,存在于生物細(xì)胞以及部分病毒、類病毒中的遺傳信息載體);而石蠟包埋的組織塊切片后,除了可以用于上述神經(jīng)病理學(xué)診斷,還可以用于免疫組化染色、原位雜交等一系列研究。

  2019年,浙大醫(yī)學(xué)院中國人腦庫被國家科技部納入“國家科技資源共享服務(wù)平臺”,成了國家級腦庫。腦庫執(zhí)行副主任是浙江大學(xué)腦科學(xué)和腦醫(yī)學(xué)學(xué)院包愛民教授,她的研究領(lǐng)域為神經(jīng)精神性疾病發(fā)病機(jī)制。

  包愛民教授介紹說,人腦庫收集和保存捐獻(xiàn)者的大腦及其生前病史資料,為每一例大腦做好神經(jīng)病理學(xué)診斷(也稱“最后診斷”,它往往可以糾正生前的誤診)然后向腦科學(xué)研究團(tuán)隊發(fā)送腦樣本進(jìn)行相關(guān)研究,以期最終找到人腦疾病的原因,開發(fā)相關(guān)診療技術(shù)和藥物。

  “人腦組織十分珍貴,我們要確保每個部分都能用于最需要的研究。”包愛民教授說,科研人員提出申請研究的腦區(qū)通常是他們關(guān)注的一部分腦區(qū),我們會根據(jù)申請人的研究需要,提供相應(yīng)部位的冰凍腦組織或者石蠟切片。因此,每一例大腦可以被用于多項腦科學(xué)研究項目。

左邊這個是正常人的大腦切片,腦回(大腦上的褶皺)很飽滿。右邊是阿爾茨海默病患者的大腦切片,大腦明顯萎縮。  左邊這個是正常人的大腦切片,腦回(大腦上的褶皺)很飽滿。右邊是阿爾茨海默病患者的大腦切片,大腦明顯萎縮。

  自2015年腦庫正式成立以來,已向國內(nèi)40多個科研團(tuán)隊提供了4000多份各類腦組織樣本。

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  44例阿爾茨海默病捐獻(xiàn)者、

  年齡最小56歲 最大102歲

  解剖發(fā)現(xiàn)腦子里都出現(xiàn)了

  “老年斑”和“一團(tuán)團(tuán)亂麻”

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  浙大醫(yī)學(xué)院中國人腦庫已有阿爾茨海默病人腦捐獻(xiàn)44例。其中,年齡最小的56歲,最大的102歲。第一例阿爾茨海默病人腦捐獻(xiàn)是在2014年,捐獻(xiàn)者是一位81歲的女性。

  包愛民教授介紹,阿爾茨海默病的病理診斷依據(jù),主要是大腦里出現(xiàn)兩個病理標(biāo)志物:一個是β淀粉樣蛋白沉積形成的老年斑,另一個是tau蛋白過度磷酸化形成的神經(jīng)纖維纏結(jié),其中后者的形成、分布進(jìn)展和個體的認(rèn)知功能減退顯著相關(guān)。

  顯微鏡下的大腦切片

正常腦神經(jīng)細(xì)胞(圖左 ),阿爾茨海默病患者的腦神經(jīng)細(xì)胞(圖右)。左面正常大腦的神經(jīng)細(xì)胞里面非常干凈。右面阿爾茨海默病患者大腦里的老年斑及神經(jīng)細(xì)胞有類似“一團(tuán)團(tuán)亂麻”的神經(jīng)纏結(jié)。  正常腦神經(jīng)細(xì)胞(圖左 ),阿爾茨海默病患者的腦神經(jīng)細(xì)胞(圖右)。左面正常大腦的神經(jīng)細(xì)胞里面非常干凈。右面阿爾茨海默病患者大腦里的老年斑及神經(jīng)細(xì)胞有類似“一團(tuán)團(tuán)亂麻”的神經(jīng)纏結(jié)。

  研究人員根據(jù)后者病理診斷結(jié)果對阿爾茨海默病的進(jìn)展進(jìn)行分期,可分為1—6期。

  1期和2期屬于早期病變,這些個體生前可能還沒有出現(xiàn)任何癥狀,但大腦里已經(jīng)出現(xiàn)了病理改變;3期和4期屬于早中期,部分患者出現(xiàn)微小認(rèn)知障礙(MCI),但是癡呆癥狀不嚴(yán)重或者很輕微;5期和6期基本屬于晚期阿爾茨海默病,不僅大腦病理改變更明顯,而且在臨床上已經(jīng)出現(xiàn)明顯的癡呆/失智癥狀。

  在這44例具有阿爾茨海默病病理表現(xiàn)的捐獻(xiàn)者當(dāng)中,處于1期的有9例,2期有6例,3期有9例,4期有10例,5期有3例,6期有3例。也就是說,大部分捐獻(xiàn)者是在1—4期,甚至還沒有出現(xiàn)任何癥狀大腦已經(jīng)發(fā)生了病變。

  “我們遇到過一些捐獻(xiàn)者,生前并沒有被診斷為阿爾茨海默病,捐獻(xiàn)者和家屬也認(rèn)為可以向腦庫捐獻(xiàn)一個‘正常’大腦,提供給科學(xué)家做疾病的‘對照’去研究。但是捐獻(xiàn)后通過神經(jīng)病理學(xué)最后診斷,我們發(fā)現(xiàn)他的大腦里已經(jīng)有淀粉樣斑塊和神經(jīng)纖維纏結(jié)沉積,這是阿爾茨海默病已經(jīng)在腦內(nèi)悄悄開始的典型特征。如果這位捐獻(xiàn)者沒有去世,也不加以預(yù)防或干預(yù)措施,那么經(jīng)過一段時間后,可能是幾年,也可能是十幾年以后,他會出現(xiàn)阿爾茨海默病的癥狀。”

  包愛民教授說,腦庫里還有一位男性捐獻(xiàn)者,生前被診斷為抑郁癥。但是在捐獻(xiàn)后的病理診斷中發(fā)現(xiàn),他的大腦里也發(fā)現(xiàn)了有“淀粉樣斑塊”和“神經(jīng)纖維纏結(jié)”,所以他的最后診斷是阿爾茨海默病。這個例子提醒我們,阿爾茨海默病患者生前可以有很多不同的臨床表現(xiàn)。

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  解開阿爾茨海默病謎底的鑰匙

  藏在患者捐獻(xiàn)的這一個個大腦里

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  包愛民教授說,如果把阿爾茨海默病人去世后的大腦比喻為一個“案發(fā)現(xiàn)場”,那腦研究人員就好比是“偵探”,通過對呈現(xiàn)在大腦里的“蛛絲馬跡”的收集、分析、推理來還原真相。

  為什么阿爾茨海默病最終會引起腦細(xì)胞的萎縮或者死亡,是什么導(dǎo)致了個體認(rèn)知功能障礙?在沒有出現(xiàn)明顯癥狀之前的時期,大腦里面到底發(fā)生了什么?整個病變過程到底是如何起始發(fā)生的?我們需要解開謎底,而解開謎底的鑰匙,就藏在人腦庫中。

  “不過,要解開阿爾茨海默病的謎底,需要大量的人腦樣本,僅依靠目前的這些捐獻(xiàn)例數(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因為人腦的個體差異是很大的。”

  大腦作為人體中最精密、最神秘的器官,理解它的運(yùn)作,預(yù)防和治療它的疾病是科學(xué)家們面臨的巨大挑戰(zhàn)。

  “以阿爾茨海默病為例,通過那些無私捐贈者所贈與的這份禮物,它使得科學(xué)有了進(jìn)步的可能。相信通過一代又一代民眾對大腦捐獻(xiàn)、腦科學(xué)研究意義的理解和支持,通過研究人員的努力,我們一定能找到預(yù)防或者治療阿爾茨海默病的方法。”包愛民教授說。