每 800 名儿童中就有一人患有唐氏综合征，这是最常见的智力障碍遗传原因。绝大多数病例是由于 21 号染色体有三个副本而不是两个副本引起的。唐氏综合征患者的生育能力也会下降，而且他们的嗅觉常常受损或丧失。到目前为止，尚未找到针对神经系统症状的治疗方法。
在 9 月 1 日发表在《科学》杂志上的一项研究中，神经科学家文森特·普雷沃特
（法国国家健康与医学研究院 Inserm 成员，法国里尔）和一支欧洲研究团队表明，一种以调节生殖功能而闻名的激素——促性腺激素释放激素 (GnRH)——可能代表了一种有前景的唐氏综合征认知问题治疗方法。他们发现，在基因工程改造的唐氏综合征小鼠模型中，GnRH 水平的下降与认知缺陷密切相关，然后表明恢复 GnRH 可以逆转这些障碍。他们还在七名唐氏综合征男性中进行了一项试验，其中六人表现出认知能力有所改善。这些结果为临床试验铺平了道路，甚至可能在其他涉及认知能力下降的疾病（包括阿尔茨海默病）中具有更广泛的应用前景。
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对于唐氏综合征患者来说，青春期会带来认知症状的恶化，许多人的嗅觉也会退化。在之前的一项研究中，普雷沃特和他的同事发现，就在青春期之前，一个分子“开关”被拨动，提高了 GnRH 水平。该开关涉及在 GnRH 神经元中发现的称为 microRNA 的分子，这些分子控制 GnRH 的释放，而 GnRH 反过来又调节青春期。这些观察结果促使普雷沃特和他的同事们思考 GnRH 是否可能在唐氏综合征中发挥双重作用，既影响生育能力和性成熟，又影响认知能力退化。
GnRH 神经元主要存在于下丘脑（大脑深层区域，控制血压和饥饿等身体功能）中。它们从那里连接到垂体，在那里以脉冲形式释放 GnRH，调节性发育和生育能力。所有这些都已被充分理解，但一些 GnRH 神经元也连接到与学习和记忆相关的大脑区域皮层和海马体。“一直有人推测 GnRH 肯定在大脑中发挥着某种作用，”密歇根州立大学的神经生物学家汉内·霍夫曼说，她没有参与这项研究，但为《科学》杂志撰写了随刊评论。然而，研究人员此前并不了解那是什么——直到现在。
该团队研究了小鼠，这些小鼠的 21 号染色体等位基因有三个副本，并表现出唐氏综合征的症状。在观察到青春期嗅觉和认知功能以及 GnRH 水平下降后，研究人员着手研究这些变化是否可逆。他们还观察到，控制 GnRH 开关的 microRNA 和基因网络的运作失衡，因此他们首先尝试增加其中一种 microRNA 的水平。这消除了嗅觉和认知缺陷。“这项工作揭示了新的参与者，例如 microRNA，它们可能在唐氏综合征神经病理学中发挥作用，”西班牙基因组调控中心的神经生物学家玛拉·迪尔森说，她没有参与这项研究。
为了确定益处是否归因于 GnRH，该团队使用了其他几种技术来提高激素水平，包括注射细胞、来自健康小鼠的大脑组织移植以及一种称为化学遗传学的技术，该技术将开关基因插入神经元，然后用药物激活。结果始终相同：表现恢复到健康小鼠的水平。在阿尔茨海默病小鼠模型中也观察到了类似的结果。“这些结果非常令人信服，以至于我们的临床同事说，‘我们必须在唐氏综合征患者身上尝试一下，’”普雷沃特说。
然后，该团队在七名患有唐氏综合征的成年男性中进行了一项初步研究。治疗包括使用皮下植入的迷你泵定期脉冲式给药 GnRH，持续六个月。参与者在治疗前后接受了认知测试和脑部影像学检查，以评估大脑连接的状态。“七名患者中有六名患者的认知测试提高了 20% 到 30%，”普雷沃特说。“更令人惊讶的是，我们看到所有七名患者在参与言语和 3-D 定向的皮质区域的功能连接性都得到了极大的提高。” 具体而言，言语理解、临时“工作”记忆和注意力方面有所改善，但嗅觉没有改善。
该疗法也是安全的，这并不奇怪，因为它使用了旨在模拟自然释放模式的激素脉冲。“让这件事令人兴奋的是，它‘搭载’了已有的东西，”霍夫曼说。然而，该技术改善唐氏综合征患者认知能力的能力尚未得到科学证实。“与人类认知障碍的联系仍然是假设性的，”日内瓦大学的遗传学家斯泰利亚诺斯·安东纳拉基斯说，他没有参与这项工作。“人体实验非常初步，缺乏对照。” 该研究是进一步研究的起点。“即使[它]很有希望，我们也应该小心，不要把期望值抬得太高，”迪尔森说。“虽然作者在雌性小鼠身上看到了缺陷，但他们没有在临床研究中测试女性。” 女性的 GnRH 释放模式更为复杂。“脉冲频率会随着月经周期而变化；这就是女性更难的原因，”霍夫曼说。但“我预计这在女性身上也有效。”
一项涉及多家机构 70 名男性和女性患者的临床试验将于秋季启动。该团队还计划在其他疾病中测试该方法。“如果 GnRH 疗法改善了这组庞大的唐氏综合征患者的认知能力，那么许多可能性将被打开，”普雷沃特说。小鼠实验表明，它可能减缓阿尔茨海默病的认知能力下降。事实上，已经有一项使用类似于 GnRH 的分子治疗阿尔茨海默病的临床试验。该技术甚至可能有助于一般的与年龄相关的认知能力下降。“你不会延缓衰老，但你或许能够延缓认知能力下降，这将是惊人的，”霍夫曼说。