浙江唯一的人腦庫——浙大醫學院中國人腦庫,位于浙江大學紫金港校區內。

  自2012年11月收集第一例捐獻大腦至今,已按照國際標準工作流程,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大腦有44例,是捐獻例數最多的病種。

  11月18日,都市快報健康新聞部記者實地探訪了浙大醫學院人腦庫。

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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

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  人腦庫設在浙大醫學院一棟教學樓的一樓,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、核酸甚至蛋白質成分保持穩定,也即維持于其取材時的狀態。

  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被標記好了腦區的捐獻者的大腦組織。盒子表面采用數字、字母標注了捐獻者身份和腦區。

  地下一層的另一側,是腦組織樣本常溫存放室。在這里,捐獻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,其中一部分經由特殊染色程序制作成神經病理學診斷切片,腦庫的神經病理學診斷老師將依據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,并在后續根據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病理學診斷,還可以用于免疫組化染色、原位雜交等一系列研究。

  2019年,浙大醫學院中國人腦庫被國家科技部納入“國家科技資源共享服務平臺”,成了國家級腦庫。腦庫執行副主任是浙江大學腦科學和腦醫學學院包愛民教授,她的研究領域為神經精神性疾病發病機制。

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

  “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通常是他們關注的一部分腦區,我們會根據申請人的研究需要,提供相應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40多個科研團隊提供了4000多份各類腦組織樣本。

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  44例阿爾茨海默病捐獻者、

  年齡最小56歲 最大102歲

  解剖發現腦子里都出現了

  “老年斑”和“一團團亂麻”

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  浙大醫學院中國人腦庫已有阿爾茨海默病人腦捐獻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是在2014年,捐獻者是一位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,主要是大腦里出現兩個病理標志物: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纖維纏結,其中后者的形成、分布進展和個體的認知功能減退顯著相關。

  顯微鏡下的大腦切片

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

  研究人員根據后者病理診斷結果對阿爾茨海默病的進展進行分期,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任何癥狀,但大腦里已經出現了病理改變;3期和4期屬于早中期,部分患者出現微小認知障礙(MCI),但是癡呆癥狀不嚴重或者很輕微;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,而且在臨床上已經出現明顯的癡呆/失智癥狀。

  在這44例具有阿爾茨海默病病理表現的捐獻者當中,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,大部分捐獻者是在1—4期,甚至還沒有出現任何癥狀大腦已經發生了病變。

  “我們遇到過一些捐獻者,生前并沒有被診斷為阿爾茨海默病,捐獻者和家屬也認為可以向腦庫捐獻一個‘正常’大腦,提供給科學家做疾病的‘對照’去研究。但是捐獻后通過神經病理學最后診斷,我們發現他的大腦里已經有淀粉樣斑塊和神經纖維纏結沉積,這是阿爾茨海默病已經在腦內悄悄開始的典型特征。如果這位捐獻者沒有去世,也不加以預防或干預措施,那么經過一段時間后,可能是幾年,也可能是十幾年以后,他會出現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者,生前被診斷為抑郁癥。但是在捐獻后的病理診斷中發現,他的大腦里也發現了有“淀粉樣斑塊”和“神經纖維纏結”,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。

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  解開阿爾茨海默病謎底的鑰匙

  藏在患者捐獻的這一個個大腦里

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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“案發現場”,那腦研究人員就好比是“偵探”,通過對呈現在大腦里的“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胞的萎縮或者死亡,是什么導致了個體認知功能障礙?在沒有出現明顯癥狀之前的時期,大腦里面到底發生了什么?整個病變過程到底是如何起始發生的?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例數還遠遠不夠,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,理解它的運作,預防和治療它的疾病是科學家們面臨的巨大挑戰。

  “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,它使得科學有了進步的可能。相信通過一代又一代民眾對大腦捐獻、腦科學研究意義的理解和支持,通過研究人員的努力,我們一定能找到預防或者治療阿爾茨海默病的方法。”包愛民教授說。