編者按
脊髓性肌萎縮癥（SMA），是一種罕見的神經退行性疾病，主要表現為進行性肌無力、 運動功能退化、脊柱側彎、關節僵硬等，曾是導致嬰幼兒死亡的最常見遺傳病因。過去十年，三款革命性藥物——諾西那生鈉、利司撲蘭和索伐瑞韋的上市，徹底改變了SMA的治療格局。然而，這些藥物只有在癥狀出現前使用，才能最大程度保護運動神經元，避免不可逆的損傷。
正因如此，越來越多的國家和地區開始推行SMA新生兒篩查。篩查的核心是檢測SMN1基因，該基因的缺失或突變會導致SMN蛋白缺乏，引發SMA。但問題來了：當篩查發現從未見過的基因變異（VUS，即致病性不確定的基因變異）時，醫生該如何判斷？是選擇立即啟動治療，但可能帶來不必要的副作用和巨額費用，還是選擇觀望，但可能錯過最佳治療窗口？
2025年12月25日，一項發表于 《EMBO Molecular Medicine》 的研究，給出了一種令人振奮的解決方案：用斑馬魚代替人生病，來快速驗證基因變異的致病性，這不僅解決了兩個新生兒的診斷難題，更為罕見病精準診斷開辟了新路徑！
01、研究亮點
利用斑馬魚模型，在18個工作日內完成了SMN1基因意義未明變異（VUS）的功能評估，首次實現了SMA1型患兒臨床時間窗口內的基因VUS快速功能驗證；
通過斑馬魚功能互補實驗，明確判定861VUS和855VUS均為非致病性變異，指導臨床決策，成功解決了兩例SMA新生兒VUS診斷難題；
建立了斑馬魚快速VUS驗證平臺，為新生兒篩查中發現的SMN1 VUS提供了一種快速、可靠的驗證手段；
基于斑馬魚實驗結果，臨床醫生決定暫不啟動治療，兩名患兒隨訪至14月齡均無癥狀且運動發育正常，避免了超過400萬美元的不必要治療支出。
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02、主要研究成果
1. 構建斑馬魚快速功能驗證體系
斑馬魚作為遺傳學研究的重要模式生物，其基因組與人類同源性高達87%，且胚胎透明、發育迅速、成本低廉。研究團隊利用斑馬魚模型，開發了一套快速功能驗證體系。使用完全缺乏內源性SMN蛋白的純合突變斑馬魚品系（smn?/?），在受精后5-6天內斑馬魚會出現典型的SMA癥狀，如身體發生畸形、運動障礙、早期死亡等，非常接近人類SMA 1型的快速進展特征。
當2個新生兒篩查發現不同的SMN1基因VUS——861VUS、855VUS后，研究團隊快速合成了這兩種變異的mRNA，并將其注射到smn?/?斑馬魚胚胎中。如果注射后斑馬魚的畸形、運動障礙和死亡被“救回”，則說明該變異編碼的蛋白仍具有功能，變異很可能不致??；反之，若無法救回，則變異致病。整個流程從接到樣本到出結果，僅需18個工作日，完全匹配了SMA的臨床決策時間窗口。
圖2
2. 斑馬魚實驗證實兩個VUS均為非致病性變異
為了探究SMN1基因861VUS和855VUS的致病性，研究人員利用斑馬魚功能實驗，來評估其形態學、運動功能、生存期等關鍵指標情況。研究結果表明，兩個VUS在三方面均表現出與野生型和非致病變異相似的拯救效果，因此，861VUS和855VUS均為非致病性變異。
形態學方面，通過注射861VUS或855VUS mRNA的smn?/?斑馬魚，其體型、眼睛大小、身體彎曲度等形態指標，與注射野生型SMN1 mRNA的陽性對照組無差異，而陰性對照組（注射已知致病性變異）則呈現典型的SMA畸形；運動功能方面，通過自動追蹤系統記錄斑馬魚游泳軌跡發現，注射VUS mRNA的魚，其游泳距離、反應能力與野生型對照組相當，顯著優于陰性對照組；生存期方面，smn?/?斑馬魚對照組，在5-6天內全部死亡，而野生型(WT)、非致病變異、VUS（861VUS、855VUS）組，均顯著延長了中位生存期至8天以上。
綜上，這些數據表明兩位新生兒患者的VUS，均能在斑馬魚身上重現所有經檢測的SMA特征，如形態學、運動功能及存活情況等，這表明兩個SMN1 VUS為非致病性，由這些新型變異所編碼的蛋白質仍具有顯著的生物功能。因此，經臨床專家討論后，決定暫不對兩名患兒實施治療。6個月大時，兩名新生兒仍無癥狀；至14個月大時，均無癥狀，且各項運動、神經和電生理檢查結果均顯示正常，這進一步驗證了斑馬魚實驗結論的準確性。更重要的是，避免了超過400萬美元的不必要治療費用，以及潛在的副作用、心理壓力等。
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3. 斑馬魚可區分“輕度致病”變異
SMA不僅有Ⅰ型(嚴重)，還有Ⅱ型和Ⅲ型(較輕)，部分功能喪失或變異可能導致輕型SMA。斑馬魚模型能否區分完全功能喪失和部分功能喪失？為了進一步驗證斑馬魚能否區分“輕度致病”（亞效等位基因）變異，研究團隊選取了8個已知與SMAⅡ型或Ⅲ型相關的SMN1變異（均為輕度致病），開展重復實驗。
實驗結果顯示，這些輕度致病變異能部分改善斑馬魚的形態和生存期，但遠不及野生型SMN1或非致病變異的拯救效果；在運動功能測試中，這些輕度致病變異未能顯著改善游泳能力。這說明，斑馬魚不僅能判斷變異是否致病，還能在一定程度上區分“完全功能”和“部分功能”，為后續的精準分型提供了可能。但對SMA Ⅱ型和Ⅲ型等發病較晚的類型，應結合細胞、小鼠模型等來綜合評估。
圖4
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近年來，環特生物自主建立了以細胞、類器官、斑馬魚、哺乳動物、皮膚外植體和人體臨床為特色的多維生物技術解決方案。目前，環特可以為客戶提供基于斑馬魚構建的常用罕見病模型，包括Werner綜合征、先天性脊柱側凸、Acrofacial Dysostosis–Cincinnati 綜合征（AFDCIN）、Dravet綜合征（DS）等，為罕見病藥物篩選、致病機制研究及基因治療探索提供科學的評價工具，助力精準診斷，讓罕見被看見！歡迎有需要的客戶垂詢！