编者按

脊髓性肌萎缩症（SMA），是一种罕见的神经退行性疾病，主要表现为进行性肌无力、 运动功能退化、脊柱侧弯、关节僵硬等，曾是导致婴幼儿死亡的最常见遗传病因。过去十年，三款革命性药物——诺西那生钠、利司扑兰和索伐瑞韦的上市，彻底改变了SMA的治疗格局。然而，这些药物只有在症状出现前使用，才能最大程度保护运动神经元，避免不可逆的损伤。

正因如此，越来越多的国家和地区开始推行SMA新生儿筛查。筛查的核心是检测SMN1基因，该基因的缺失或突变会导致SMN蛋白缺乏，引发SMA。但问题来了：当筛查发现从未见过的基因变异（VUS，即致病性不确定的基因变异）时，医生该如何判断？是选择立即启动治疗，但可能带来不必要的副作用和巨额费用，还是选择观望，但可能错过最佳治疗窗口？

2025年12月25日，一项发表于 《EMBO Molecular Medicine》 的研究，给出了一种令人振奋的解决方案：用斑马鱼代替人生病，来快速验证基因变异的致病性，这不仅解决了两个新生儿的诊断难题，更为罕见病精准诊断开辟了新路径！

01、研究亮点

利用斑马鱼模型，在18个工作日内完成了SMN1基因意义未明变异（VUS）的功能评估，首次实现了SMA1型患儿临床时间窗口内的基因VUS快速功能验证；

通过斑马鱼功能互补实验，明确判定861VUS和855VUS均为非致病性变异，指导临床决策，成功解决了两例SMA新生儿VUS诊断难题；

建立了斑马鱼快速VUS验证平台，为新生儿筛查中发现的SMN1 VUS提供了一种快速、可靠的验证手段；

基于斑马鱼实验结果，临床医生决定暂不启动治疗，两名患儿随访至14月龄均无症状且运动发育正常，避免了超过400万美元的不必要治疗支出。

图1

02、主要研究成果

1. 构建斑马鱼快速功能验证体系

斑马鱼作为遗传学研究的重要模式生物，其基因组与人类同源性高达87%，且胚胎透明、发育迅速、成本低廉。研究团队利用斑马鱼模型，开发了一套快速功能验证体系。使用完全缺乏内源性SMN蛋白的纯合突变斑马鱼品系（smn⁻/⁻），在受精后5-6天内斑马鱼会出现典型的SMA症状，如身体发生畸形、运动障碍、早期死亡等，非常接近人类SMA 1型的快速进展特征。

当2个新生儿筛查发现不同的SMN1基因VUS——861VUS、855VUS后，研究团队快速合成了这两种变异的mRNA，并将其注射到smn⁻/⁻斑马鱼胚胎中。如果注射后斑马鱼的畸形、运动障碍和死亡被“救回”，则说明该变异编码的蛋白仍具有功能，变异很可能不致病；反之，若无法救回，则变异致病。整个流程从接到样本到出结果，仅需18个工作日，完全匹配了SMA的临床决策时间窗口。

图2

2. 斑马鱼实验证实两个VUS均为非致病性变异

为了探究SMN1基因861VUS和855VUS的致病性，研究人员利用斑马鱼功能实验，来评估其形态学、运动功能、生存期等关键指标情况。研究结果表明，两个VUS在三方面均表现出与野生型和非致病变异相似的拯救效果，因此，861VUS和855VUS均为非致病性变异。

形态学方面，通过注射861VUS或855VUS mRNA的smn⁻/⁻斑马鱼，其体型、眼睛大小、身体弯曲度等形态指标，与注射野生型SMN1 mRNA的阳性对照组无差异，而阴性对照组（注射已知致病性变异）则呈现典型的SMA畸形；运动功能方面，通过自动追踪系统记录斑马鱼游泳轨迹发现，注射VUS mRNA的鱼，其游泳距离、反应能力与野生型对照组相当，显著优于阴性对照组；生存期方面，smn⁻/⁻斑马鱼对照组，在5-6天内全部死亡，而野生型(WT)、非致病变异、VUS（861VUS、855VUS）组，均显著延长了中位生存期至8天以上。

综上，这些数据表明两位新生儿患者的VUS，均能在斑马鱼身上重现所有经检测的SMA特征，如形态学、运动功能及存活情况等，这表明两个SMN1 VUS为非致病性，由这些新型变异所编码的蛋白质仍具有显著的生物功能。因此，经临床专家讨论后，决定暂不对两名患儿实施治疗。6个月大时，两名新生儿仍无症状；至14个月大时，均无症状，且各项运动、神经和电生理检查结果均显示正常，这进一步验证了斑马鱼实验结论的准确性。更重要的是，避免了超过400万美元的不必要治疗费用，以及潜在的副作用、心理压力等。

图3

3. 斑马鱼可区分“轻度致病”变异

SMA不仅有Ⅰ型(严重)，还有Ⅱ型和Ⅲ型(较轻)，部分功能丧失或变异可能导致轻型SMA。斑马鱼模型能否区分完全功能丧失和部分功能丧失？为了进一步验证斑马鱼能否区分“轻度致病”（亚效等位基因）变异，研究团队选取了8个已知与SMAⅡ型或Ⅲ型相关的SMN1变异（均为轻度致病），开展重复实验。

实验结果显示，这些轻度致病变异能部分改善斑马鱼的形态和生存期，但远不及野生型SMN1或非致病变异的拯救效果；在运动功能测试中，这些轻度致病变异未能显著改善游泳能力。这说明，斑马鱼不仅能判断变异是否致病，还能在一定程度上区分“完全功能”和“部分功能”，为后续的精准分型提供了可能。但对SMA Ⅱ型和Ⅲ型等发病较晚的类型，应结合细胞、小鼠模型等来综合评估。

图4

图5

近年来，环特生物自主建立了以细胞、类器官、斑马鱼、哺乳动物、皮肤外植体和人体临床为特色的多维生物技术解决方案。目前，环特可以为客户提供基于斑马鱼构建的常用罕见病模型，包括Werner综合征、先天性脊柱侧凸、Acrofacial Dysostosis–Cincinnati 综合征（AFDCIN）、Dravet综合征（DS）等，为罕见病药物筛选、致病机制研究及基因治疗探索提供科学的评价工具，助力精准诊断，让罕见被看见！欢迎有需要的客户垂询！