新西兰神经科学基金会人类脑库的操作、分子和文化视角

《Frontiers in Neurology》：Operational, molecular, and cultural perspectives at the Neurological Foundation Human Brain Bank, New Zealand

　　

摘要
死后人脑组织是推进对大脑和神经系统疾病理解的不可替代资源。收集、保存和分发这些组织的脑库支撑着神经病理学、基因组学以及新兴分子学科领域的发现。然而，脑库建设是一项资源密集型事业，根据其所在国家的具体情况面临不同的操作、文化和科学挑战。在此，研究人员呈现了新西兰神经科学基金会人类脑库(NFHuBB)的视角——该脑库位于奥克兰大学，是新西兰唯一的死后人脑库。作为该国唯一的此类设施，NFHuBB面临独特的挑战汇聚：协调分散人口的捐赠的后勤复杂性、为分子时代多组学技术保存组织的科学必要性，以及需要文化知情同意实践的多文化人口。研究人员描述了该脑库捐赠登记和收集在45年间的增长，特别强调了最近五个日历年(2021–2025)的捐赠，概述了组织处理的最新进展，包括开发福尔马林固定石蜡包埋(FFPE) RNA保存方案以及从未固定小脑组织整合全基因组测序。最后，研究人员讨论了支持新西兰捐赠率上升的社区参与策略。

死后人脑组织是研究神经系统疾病细胞和分子机制的金标准资源，但全球脑库面临捐赠率低、组织分子完整性不足以及不同国家背景下的独特挑战。新西兰神经科学基金会人类脑库(NFHuBB)作为该国唯一的死后脑库，面临操作孤立、分子保存和文化敏感性的三重挑战。本研究旨在总结NFHuBB超过30年的运营经验，探讨小国唯一脑库如何通过操作、分子和文化创新应对挑战，为全球脑库发展提供借鉴。该论文发表在《Frontiers in Neurology》。

研究人员开展的研究聚焦于NFHuBB的运营现实、分子保存技术改进、社区参与策略以及国际网络合作，得出以下结论：通过创新组织处理和社区合作，小国也能实现世界级脑库，其经验具有可转移性，对全球脑库建设有重要意义。

为开展研究，研究人员采用了以下关键技术方法：1) 开发改良福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织保存方案，使用通用分子固定剂(UMFIX)替代福尔马林，将RNA完整性指标DV200评分提高约32个百分点，适用于空间转录组学分析；2) 将全基因组测序(WGS)整合入标准工作流程，在脑组织取出时由太平间工作人员分离保存新鲜小脑组织，用于提取高质量DNA进行测序（平均深度34.1x），以鉴定致病突变如LRRK2、GBA、APOE等；3) 通过社区参与策略，包括与社区组织合作、提供毛利语(te reo Māori)信息、建立文化敏感同意实践，以及直接联系潜在捐赠者，提高捐赠率。样本队列来源于新西兰各地，主要来自奥克兰地区(47.2%)，包括阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、亨廷顿病(HD)等多种神经退行性疾病及正常对照。

研究结果部分包括以下四个小标题：

**新西兰唯一脑库：增长与运营现实**：通过分析脑库45年（特别是2021-2025年）的捐赠数据，研究人员发现平均捐赠年龄为75.4岁（范围33-102岁），61%为男性；捐赠主要来自奥克兰地区(47.2%)，其次为基督城(18%)和怀卡托(10.6%)；过去5年捐赠者参与呈上升趋势，寄出786份信息包，收回286份完成登记表。平均死后间隔(PMI)为18.2小时（范围2.5-43小时）。该部分结论表明，尽管地理分散，脑库通过建立与医院太平间的合作关系，实现了可接受的PMI时间，并系统收集临床病史，提升了组织的科学价值。

**推动分子时代的组织处理进展**：通过开发FFPE RNA保存方案（使用UMFIX），研究人员发现该方法可将DV200评分提高约32个百分点，实现分子级保存，适用于10x Genomics Visium HD等空间转录组学平台；同时，将WGS整合入标准流程，利用小脑组织提取高质量DNA，平均测序深度34.1x，可鉴定致病突变（如LRRK2、GBA、SNCA、APP、PSEN1、PSEN2、APOE、HTT）和计算多基因风险评分，使脑库成为多模态资源。该部分结论表明，这些创新使脑库的收集能够满足分子时代的要求。

**增加新西兰的脑捐赠**：通过社区参与策略，包括与社区组织（如阿尔茨海默协会、帕金森新西兰等）合作、提供毛利语信息、直接联系潜在捐赠者、捐赠后提供病理结果等，研究人员发现捐赠率呈上升趋势，尽管罕见病仍代表性不足；文化敏感同意实践对于尊重毛利人（Māori）的习俗至关重要，因为头（upoko）被视为神圣（tapu）。该部分结论表明，文化知情的参与策略有效提高了捐赠率。

**NFHuBB在国际脑库网络中的角色**：通过与国际伙伴合作，如脑震荡遗留基金会(CLF)全球脑库，以及协助菲律宾马萨诸塞总医院X连锁肌张力障碍-帕金森病合作中心(CCXDP)和阳光护理基金会建立菲律宾首个脑库（基于NFHuBB优化方案），研究人员证明了其方案的转移性和对全球神经科学能力的贡献。该部分结论表明，NFHuBB的协议已在国际伙伴中成功采用，并促进了罕见病脑库在土著人群中的建立。

讨论部分总结了NFHuBB的经验教训，强调与资助者（新西兰神经科学基金会）的长期伙伴关系至关重要，该关系以备忘录协议为基础，每两年预算周期，提供资金安全保障。成立大学脑库咨询委员会（由捐赠者家属、社区组织、神经科医生、研究用户和资助者代表组成）确保响应利益相关者需求。未来优先事项包括：1) 将WGS作为常规组织接入程序，利用小脑采集的低边际成本实现高科学回报；2) 采用分子级FFPE保存方案作为标配；3) 发展文化合适的捐赠框架，特别针对土著社区；4) 区域合作建立南太平洋脑库网络，填补太平洋岛国在脑库收集中的空白。

研究结论部分翻译如下：总之，研究人员的经验表明，在一个人口稀少、地理隔离的国家实现世界级脑库是可行的。这需要在组织处理方面进行有意识的创新，持续社区伙伴关系，以及倡导长期财政支持，这些是维护国家研究资源所必需的。研究人员提供这些思考，作为对全球关于脑库如何在未来几十年最好地服务科学和社会的对话的贡献。