从乳腺癌到罕见儿科疾病,联邦资助的杜克研究帮助了杜克员工和教职员工及其家人
在1984年末开始的近两年时间里,肯特·温霍尔德(Kent Weinhold)每周二晚上都会在杜克大学的隔离设施中通宵工作,为绝望的患者设置充满希望的实验。
1984年正值艾滋病疫情高峰,据估计有130,400人感染这种几乎不被理解、尚无治疗方法且正成为年轻人主要死因的疾病。周二是一周中杜克成人传染病诊所唯一接诊该疾病患者的日期,因为其他人因恐惧而回避。
作为杜克大学的病毒学家,温霍尔德会收集愿意帮助杜克研究人员的艾滋病患者血样,这些研究人员正与三角研究园的博姿惠康公司(Burroughs Wellcome)和美国国立卫生研究院(NIH)合作,寻找这种致命病毒的治疗方法或治愈方案。他每晚都会带着试管赶回实验室开始工作。
编者按:我们未曾预见的疾病
一种微观孢子导致了她妻子的意外疾病。《杜克工作》(Working@Duke)编辑利诺拉·米奈(Leanora Minai)致力于提高对山谷热的认识,并推广杜克大学在更好地理解和治疗该疾病方面的研究。
由杜克病毒学家达尼·博洛涅西(Dani Bolognesi)领导的研究项目,是在美国国立卫生研究院(NIH)的罗伯特·加洛(Robert Gallo)敦促下建立的。加洛是首批发现HIV导致艾滋病的科学家之一。加洛深知杜克大学是少数拥有专家、设施和创新能力以改变局面的地方,因此向朋友博洛涅西提出请求:“你最好别再拖沓,赶紧开始疫苗和疗法的研究。”
1985年2月的一个周二之后,温霍尔德观察到一种化合物将病毒复制抑制到几乎为零,但并未意识到自己见证了一项突破性发现。
“我首先想到的是,‘哦,我肯定忘记加什么东西了,’”他告诉《杜克工作》。
但当温霍尔德重复实验时,结果相同:它确实有效。
肯特·温霍尔德博士在杜克早期AZT人体试验中发挥了关键作用。抗逆转录病毒药物AZT的有效性同时得到NIH团队的确认,到1985年7月,杜克的艾滋病患者成为首批接受AZT人体试验的人群之一。杜克研究人员后来开发了另一种治疗HIV的药物福齐昂(Fuzeon)。
与此同时,杜克免疫学家巴顿·海恩斯(Barton Haynes)——加洛的同事——开始研发HIV疫苗。他最初认为只需几年的工作,却因病毒持续变异和逃避疫苗尝试而变得异常艰难。
这项工作促成了杜克人类疫苗研究所的成立。尽管美国国立卫生研究院(NIH)于2026年终止了其核心项目艾滋病疫苗开发中心(CHAVD)的资助,海恩斯表示,在20年疫苗研究后,只要能获得持续创新的资金,“再过几年”就能制成HIV疫苗原型。
“我们致力于完成这项工作,”海恩斯说。
在此过程中,根据博洛涅西的说法,NIH对早期HIV研究90%的资助是“不可或缺的”。
杜克研究——数据概览
8.63亿美元 — 2024财年杜克大学所有联邦资助研究的总额
11,810篇 — 2024财年杜克研究人员发表的论文总数
2项 — 诺贝尔化学奖:2012年罗伯特·J·莱夫科维茨(Robert J. Lefkowitz)和2015年保罗·莫德里奇(Paul Modrich)
200万 — 2024年杜克大学医学院在全球约3,500个站点进行的2,500多项活跃研究中注册的患者数量
302项 — 2024财年杜克研究人员申报的医学及非医学发明披露数
94项 — 2024财年杜克医学及非医学发明获得的专利数
来源:杜克大学医学院和杜克研究与创新办公室
“坦率地说,我不知道其他方式能否奏效,”现已退休的博洛涅西表示。
联邦资助长期以来在支持杜克研究中发挥着关键作用,这一点在1989年《纽约时报》的一封致编辑信中得到强调。该信由博洛涅西、温霍尔德等人联署,突出了杜克在开发AZT中的作用——AZT是首款显著改善艾滋病患者生活质量的药物。
他们写道:“否定政府资助研究在解决美国公共卫生问题中的重要性,不符合任何人的利益。”
数十年来,杜克研究推动了医学创新与发现,找到了罕见和慢性疾病的治疗方法,并挽救了生命。
“这是我们的品牌标识,是我们的身份认同,”杜克研究与创新副总裁詹妮弗·洛奇(Jennifer Lodge)说,“这就是教职员工和学生来此的原因,也是我们工作的核心部分。”
然而今年,新的联邦政策和指令已严重削减了杜克和其他大学的研究资金。
对于下述故事中的杜克员工而言,联邦资助的研究已切实改变了他们的生活。
基因检测显示杜克临床护士金伯利·罗斯(Kimberly Ross,左)携带更高的癌症风险,促使她选择预防性手术。杜克医师是1994年首次鉴定BRCA1基因的团队成员。特拉维斯·斯坦利摄。
一项在杜克拯救生命的基因突破
金伯利·罗斯始终怀疑家族癌症史存在遗传联系。多年前,她的姑姑被诊断出乳腺癌,祖父、叔叔和父亲都患有前列腺癌。
因此,当父亲表示将接受检测以确定是否具有癌症遗传易感性时,罗斯制定了计划:如果他携带与癌症遗传风险增加相关的BRCA1或BRCA2突变,她也将进行基因检测。
如果结果呈阳性,她将毫不犹豫地接受双侧乳房切除术和子宫切除术以降低风险。作为杜克癌症中心照顾妇科癌症患者的临床护士,罗斯亲眼见证了主动治疗的益处。“我真心希望尽一切努力降低风险,以便能更长久地陪伴孩子和家人,”罗斯说。她与丈夫查森(Chasen)共同抚养11岁的艾娃(Ava)和7岁的卡姆登(Camden)。
2021年,34岁的罗斯发现自己携带两种与癌症相关的基因突变:BRCA2和PMS2。但在2022年2月进行预防性双侧乳房切除术的常规检测中,发现了其他情况:一个小型肿瘤。罗斯的预防性手术突然转变为三阴性乳腺癌的治疗。
“如果癌症中有所谓的幸运,她算是幸运地及早发现了,”她的杜克外科肿瘤学家詹妮弗·普利奇塔(Jennifer Plichta)博士说。普利奇塔表示,罗斯是她第三位在准备风险降低手术时发现癌症的患者。
由于罗斯未满40岁(推荐开始年度乳房X光检查的年龄),若非基因检测引发的预防性治疗,她可能无法如此早地发现肿瘤。
而基因检测的存在部分归功于杜克医师对联邦资助研究的贡献,这些研究帮助确定了BRCA突变的位置。
安德鲁·伯丘克(Andrew Berchuck)博士帮助发现了BRCA1基因与某些癌症易感性之间的联系。
杜克大学的安德鲁·伯丘克博士、杰弗里·马克斯(Jeffrey Marks)博士以及时任杜克医师詹姆斯·伊格莱哈特(James Iglehart),曾参与一个大型研究团队,该团队发现了与乳腺癌和卵巢癌易感性相关的17号染色体上的BRCA1基因。相关成果于1994年发表在《科学》(Science)杂志上。
此后,BRCA2和其他遗传性癌症标志物被陆续鉴定,并改变了癌症治疗方式。据美国国家癌症研究所统计,近70%携带BRCA1/2突变的患者会罹患乳腺癌,而普通人群仅为12.5%。预防性手术可将风险降至5%。
杜克癌症研究所拥有完善的癌症遗传学项目,包括五名遗传咨询师。
“在理解家族风险对癌症发展的影响方面,我们才刚刚触及冰山一角,”杜克临床癌症遗传学认证遗传咨询师利兹·弗格森(Liz Ferguson)表示。
对如今担任杜克妇科肿瘤学首席的伯丘克而言,这一发现意义重大。他的母亲在1970年代52岁时死于乳腺癌,约二十年后他帮助鉴定出她可能携带的遗传标记。
“我与它有非常个人的联系,”伯丘克说,“我很荣幸与普利奇塔博士共同担任杜克癌症研究所临床癌症遗传学项目主任。我们每月识别出40多名携带癌症易感突变的患者,这对患者及其家庭产生了巨大影响。”
这一突破性发现改变了罗斯的生活。她经历了化疗,于2023年接受了预防性子宫切除术,如今已无癌症——这要归功于部分源于杜克研究的基因检测。
“这确实是救命的,”罗斯说。
2018年接受耳蜗植入术治疗听力损失后,谢莉·柯里(Shelly Currie)在莎拉·P·杜克花园中享受大自然的声音。特拉维斯·斯坦利摄。
构建更佳听力的未来
海浪拍岸声、收音机中蒂姆·麦格劳(Tim McGraw)的歌曲、夏日蝉鸣。
对谢莉·柯里而言,所有声音都是礼物。
柯里出生时右耳失聪,左耳听力微弱,深知生活在隔绝寂静中的感受。2018年——柯里加入杜克工作队伍的前一年——杜克医生为其左耳植入耳蜗植入体,帮助恢复听力,这一突破由杜克开发。
“我不认为这是理所当然的,”柯里说。她是杜克医学院研究经费与合同管理员,棕色头发遮住了左耳后方硬币大小的处理器。“没有一天我不开心地戴上这小东西。我非常感激所有为此付出的努力。”
1984年,杜克教职员工布莱克·威尔逊(Blake Wilson)联合创立了杜克耳蜗植入项目,这是同类项目中的首批之一,旨在研究一种存在数十年但效果不佳的设备。他回忆道,当时全球约有1,000名用户,植入体仅能提供环境声音感知,无法理解语音。
了解谢莉·柯里及耳蜗植入体——由杜克开发——如何恢复她的听力。特拉维斯·斯坦利制作。
耳蜗植入体通过头戴式麦克风和处理器,以及手术植入的接收器——该接收器电子刺激耳蜗(内含声音探测器官的骨管)——传递信息,大脑将其翻译为声音。
布莱克·威尔逊博士是杜克耳蜗植入项目的联合创始人,手持耳蜗植入设备。
在美国国立卫生研究院(NIH)1983年至2005年的资助下,威尔逊的跨学科杜克团队与三角研究园研究所(Research Triangle Institute)合作,开发了现代耳蜗植入体使用的信号传输方法,使大脑能轻松解读声音信息。
这项创新使用户能够理解语音,使该设备成为生物医学工程奇迹,如今全球超过百万人使用。
在杜克——全球最早开展耳蜗植入手术的机构之一,2024-25财年共安装155例。
“这是工程与医学合作的典范,”现任杜克听力中心主任的威尔逊表示,“我们在杜克拥有这种美妙的合作。”
照片由谢莉·柯里提供。
成长过程中听力严重受损,柯里尝试过传统助听器,但它们仅能放大声音,无助于理解语音。她通过读唇语和在教室及对话中调整位置,用功能尚存的左耳捕捉声音。
20多岁时,随着左耳听力恶化,柯里感到无助,在会议中难以跟上讨论,并回避家庭聚会和烧烤,因为她无法听清对话。
“我感到独立性正在丧失,”她说,“这令人沮丧。”
2018年,柯里在杜克接受了耳蜗植入手术。
在设备激活后的 appointments,柯里穿过杜克诊所繁忙的走廊。与母亲交谈时,她听到了脚步声、人声和外面的救护车鸣笛。泪水涌出,柯里——她将植入体描述为改变人生的设备——品味着错过的喧嚣世界。
与父母及三个年幼弟妹在一起,奎因·米尔斯(Quinn Mills,居中)因杜克未诊断疾病网络团队鉴定的罕见遗传病而拥有充满爱心的支持圈。特拉维斯·斯坦利摄。
从谜团到诊断:杜克破解罕见病症
2014年儿子奎因出生时,新手父母杰米·米尔斯(Jamie Mills)和利兹·阿罗宁(Liz Aronin)经历了喜悦与焦虑交织的漩涡。
杜克全球健康研究所行政主任杰米·米尔斯寻求杜克研究人员帮助,了解儿子奎因面临的挑战。特拉维斯·斯坦利摄。
他们深爱着这个棕色眼睛的儿子,却不断发现担忧的理由。奎因喂食困难,不像其他婴儿那样咿呀学语。当他们与他说话时,他的目光仿佛在扫描遥远的地平线。
很快,奎因开始出现癫痫,并因双眼白内障接受手术。1岁时体重仅12磅的他需要鼻饲管。长时间无法解释的剧烈疼痛让他无法安抚,有一次甚至哭了14小时。
“我们不知道为什么会这样,”杜克全球健康研究所行政主任杰米说,“找不到任何关联原因。”
奎因看过数位杜克医生,但2015年12月一轮无结论的基因检测后,杰米和利兹仍对奎因病情一无所知,也不确定未来子女是否会面临同样风险。
这时,他们发现了未诊断疾病网络(Undiagnosed Diseases Network),这是一个由美国国立卫生研究院(NIH)支持的研究项目。
瓦德娜·沙希(Vandana Shashi)博士领导杜克未诊断疾病网络团队。
该网络于2013年启动,汇集了24个临床站点(包括北卡罗来纳州唯一的杜克大学站点)的医生和研究人员,利用先进技术与协作解决棘手的医学谜题。
患者接受一系列检查和DNA测序。专家使用计算模型分析结果,并与全球基因数据库比对。
在杜克专家研究奎因症状和基因构成——并将结果与全球病例比较后——杰米和利兹接到了杜克遗传咨询师凯利·肖赫(Kelly Schoch)的电话。诊断结果已出:NACC1基因突变影响了奎因的神经发育。全球仅知六名儿童患有此病。
由于未显示为遗传,杰米和利兹的未来子女将无此风险。
米尔斯-阿罗宁家庭和特拉维斯·斯坦利提供照片。
九年后的今天,近70个患有奎因病症的家庭在Facebook群组中分享支持和建议。杜克临床站点团队已发表相关研究,其他地方的神经学家也正在研究此病。
11岁的奎因如今仍面临挑战,但他在达勒姆美国烟草小径上与利兹一起乘坐豪华跑步推车飞驰时,在8岁长女乔西(Josie)——三个年幼弟妹中最大的——挠痒中找到了快乐。“我甚至无法想象没有奎因诊断的生活会怎样,”杰米说,“它让我们组建了这个家庭,这个充满爱他的小团队。”
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