全球每5,000名新生儿便有一名患先天性巨结肠症,华人更是每3,500名新生儿中就有一人发病。就算手术治疗后仍有机会出现大便失禁和肠道感染,这些问题更可能持续终生。
先天性巨结肠症(Hirschsprung’s Disease)是新生婴儿中常见的肠胃蠕动障碍,当中涉及不同基因突变。为了解这疾病的发病机制,香港中文大学联同香港大学及英国伦敦大学学院儿童健康研究所(UCL Great Ormond Street Institute of Child Health)共同展开研究,发现Sox10基因突变会阻碍神经干细胞迁移到肠道,从而减少肠道中神经细胞数量,令肠道无法正常蠕动。
Sox10基因突变
团队的研究进一步证明,Sox10基因突变与负责调节肠道神经细胞早期发育的钙黏蛋白-19(Cadherin-19)水平下降息息相关。因此,补充钙黏蛋白-19或有望成为先天性巨结肠症的新治疗方向。有关研究结果已在国际期刊Gastroenterology发表。
据统计,全球每5,000名新生婴儿便有一名患有先天性巨结肠症,这种疾病在华人中更为常见。患者会有不同长度的消化道无法正常伸展或收缩(即肠道蠕动/运动障碍),他们出生后即出现排便困难,导致排泄物积存肠道和结肠扩大,严重个案会腹部胀大,没有及时治疗更可致命。
港大医学院外科学系小儿外科讲座教授谭广亨表示:「患有先天性巨结肠症的婴儿需要接受手术切除受影响的结肠部分,并重新连接正常的肠道。不幸的是,许多婴儿在手术后仍会出现大便失禁和肠道感染等问题,这些问题可能会持续很久,甚至终生。」
阻碍肠道神经细胞发育
团队过往一直研究属于特殊神经干细胞中的神经嵴细胞(Neural Crest Cells,NCC),而这种细胞可在早期胚胎发育过程中迁移到肠道形成神经细胞。通过对先天性巨结肠症动物模型的研究,团队发现胚胎时期NCC的迁移过程受到干扰可引发到达肠道的神经干细胞减少,最终导致肠道形成的神经细胞数量下降。当这些负责调节肠道蠕动的神经细胞数量不足时,便可能引起肠道蠕动障碍。
是次研究发现Sox10基因突变阻碍了NCC迁移到肠道,导致肠道中神经干细胞减少。此外,团队更发现Sox10基因突变后无法与制造钙黏蛋白-19的基因结合,导致其水平下降。在先天性巨结肠症的动物实验中,团队证实钙黏蛋白-19水平降低阻碍细胞迁移。相反,当为带有Sox10基因突变的神经干细胞补充钙黏蛋白-19时,细胞迁移可得到恢复。
研究报告通讯作者中大医学院生物医学学院陈活彜教授指:「新发现不仅破解了Sox10基因突变导致先天性巨结肠症的机制,更反映了钙黏蛋白-19可能是先天性巨结肠症的潜在治疗靶点,可借着开发增加肠道钙黏蛋白-19水平的治疗方法,让患者神经干细胞迁移回复正常。」
中大医学院生物医学学院岑美霞教授表示:「研究揭示了基因突变如何导致细胞之间的相互作用和迁移出现问题,从而加深了我们对疾病机制和治疗方法的认识。」3