儿童国家科学家擅长脑癌、遗传学和神经科学。资料来源:国立儿童医院
就在华盛顿特区市中心的北部，儿童国立医院在儿童国家研究与创新园区(RIC)建立了一个专家和信息的生态系统。
国家儿童研究所(CNRI)首席学术官兼主任Vittorio Gallo说:“我们专注于导致儿科护理和儿科研究的新疗法、新治疗干预和创新的研究。”“我们也与全国儿童基金会的最终使命保持一致，那就是改善我们的儿童及其家庭的医疗保健。”
这是一个崇高的目标，绝非易事。美国的儿科创新远远落后于有益于成人患者的医学进步。18岁以下的美国人占美国人口的近四分之一，但美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)只有约10%的资金用于儿科研究1．儿科设备创新也缺乏支持。在过去的14年里，只有FDA批准的III类救生设备的24%是儿科用的。
缩小差距需要对儿科研究和创新采取一心一意的方法。儿童国家科学家和临床医生擅长脑癌、遗传学和神经科学，但该机构通过合作扩大了其影响力。
遗传医学研究中心、罕见病研究所和儿童国家分子诊断实验室共同努力，开发基于儿科基因组研究的精准医学。加洛说:“我们有全国最大的临床遗传学项目之一，可能也是全国最大的儿科遗传学项目。”“我们的优势之一是有机会为大量儿科人群服务，这是我们研究项目的基础。”这种机构专业知识的结合创造了一个独特的生态系统，可以快速开展有前景的研究，并将其转化为新的治疗方法。
但校园并不是孤立的。CNRI通过聚集关键合作伙伴(包括弗吉尼亚理工大学和强生创新- JLABS孵化器网络等)，在儿童健康方面实现了从实验到临床的改善。强生创新- JLABS孵化器网络支持从事新型制药、医疗技术和健康相关技术的初创公司。
儿童国家中心和RIC的地理位置加强了其他关键联系，例如与食品和药物管理局(FDA)和国立卫生研究院(NIH)的合作。加洛说:“我们可以接触到倡导团体，我们与国家首都和华盛顿特区政府的联系非常紧密。”“我们还有许多服务于华盛顿特区公立学校的项目。”其中一些工作侧重于缩小儿童健康方面的差距。
通过与众多团体合作，聚集众多专家，全国儿童基金会培养了一种合作的文化。“团队科学是我们工作的核心，”CNRI癌症与免疫学研究中心主任凯瑟琳·博拉德(Catherine Bollard)说。“我们处在这种独特的情况下，能够在诊所看到病人，然后回到长凳上，找出如何帮助他们。”
这种合作文化包括阿拉伯联合酋长国等慈善伙伴，阿联酋在2018年捐赠了3000万美元帮助建立校园。
合作研究实体肿瘤
癌症和免疫学研究中心的科学家们正在探索多种方法来修饰T细胞来攻击实体肿瘤。儿科肿瘤学家Holly Meany正在研究使用肿瘤相关抗原特异性T细胞来为中枢神经系统外的儿科实体肿瘤创造精确的治疗方法。该项目旨在改造T细胞或其他免疫细胞，以靶向特定的肿瘤并杀死它。
儿童国家研究人员还参加了由英国癌症研究所和美国国家癌症研究所提供的2500万美元的癌症大挑战奖。Bollard与伦敦大学学院临床副教授Martin Pule共同领导了这个项目。他说，这个国际团队“专注于针对实体肿瘤，并为儿童开发新的细胞疗法”。
该项目将包括确定用t细胞疗法攻击的目标。“我们带着一个共同的愿景把这个团队聚集在一起，那就是让这些t细胞疗法在未来十年成为这些患者的护理标准，”Bollard说。这些治疗方法将促进广泛的儿科实体肿瘤的治疗。
通过收集专业知识并与外部合作伙伴合作，儿童国家研究所在儿童健康方面创造了从长凳到床边的改善。资料来源:国立儿童医院
治疗无法手术的脑癌的新希望
另一项研究伙伴关系是，弗吉尼亚理工大学的学者与儿童国家研究所合作，寻找治疗弥漫性内生性脑桥胶质瘤(DIPG)和多形性胶质母细胞瘤的新方法，尤其是破坏性的脑癌。DIPG始于脑干中的脑桥，在呼吸中起着至关重要的作用。顾名思义，这种癌症生长成一个分散的细胞网络，而不是一个集中的簇。弗拉林生物医学研究所(Fralin Biomedical Research Institute)执行主任、弗吉尼亚理工大学健康科学与技术副院长迈克尔·弗里德兰德(Michael Friedlander)说:“这实际上是不可操作的。”
DIPG的中位生存时间约为11个月，只有10%的患者存活2年2．没有治愈方法。波拉德说:“告诉父母这是一个令人心碎的诊断。”
弗吉尼亚理工大学正在与全国儿童基金会合作，寻找杀死DIPG细胞的细胞和分子治疗方法。然而，即使有了这些治疗方法，将它们用于癌症仍然是一个挑战。“血脑屏障阻止药物到达目标，”弗里德兰德说。“你可以直接将治疗剂注射到大脑中，但这需要手术。”
相反，弗吉尼亚理工大学召集了一群生物医学工程师、神经科学家和兽医神经学家，看看聚焦超声是否能解决这个问题。弗里德兰德说:“这项技术暂时打开了血脑屏障。”“我们的目标是通过静脉注射治疗药物，使其进入并治疗脑肿瘤。”当聚焦超声被关闭时，血脑屏障恢复其保护作用。
将靶向治疗与一种新的药物输送方法相结合，可能会给DIPG儿童带来新的希望。
神经科学的新见解
当弗里德兰德的团队致力于将药物输送到大脑时，CNRI的著名神经科学家正在对人体最复杂和神秘的器官产生其他见解。
其中一些工作致力于研究脑肿瘤的根本原因，以及如何最好地治疗它们。CNRI神经科学研究中心的神经肿瘤学家对脑肿瘤进行了一系列基础和临床研究，从基本生物学和遗传原因到病理生理学，并开发靶向治疗。其中一些科学家在国家癌症研究所的儿童脑肿瘤联盟工作，这是一项多中心研究，专注于开发中枢神经系统儿童肿瘤的新疗法。“我们在儿童脑肿瘤和细胞免疫治疗方面非常强大，”Gallo说。
在寻找治疗癌症的新方法的同时，国家儿童研究所的神经科学家们也在研究神经发育障碍。CNRI神经科学研究中心主任塔里克·海达尔(Tarik Haydar)说:“我们中的许多人都专注于出生前发生的事件，以及大脑发育和功能从出生到童年的转变，以及之后的认知功能。”
例如，海达尔正在与合作伙伴合作，以发现更多关于唐氏综合症是如何影响大脑功能的。唐氏综合症是由三体症引起的，即有一个额外的染色体副本。这是一个基于海达尔及其同事2016年对这种疾病的研究的项目，该研究对他们在受影响的大脑中观察到的大量基因表达的全基因组变化有了新的认识3.．
海达尔说:“在这项研究之前，大脑中制造绝缘的细胞以一种从未见过的方式受到三体症的影响。”研究小组得出的结论是，三体症会减少这种类型的成熟细胞的数量，这为唐氏综合症的影响提供了线索。海达尔说:“由于这种隔离使人们能够快速交流，神经系统这一组成部分的变化可能会影响智力功能。”现在，海达尔和他的同事们想知道他们如何能最好地利用这些信息来帮助这些细胞正常成熟。
海达尔和他RIC的同事们在神经障碍方面还有更令人兴奋的工作要做。2021年，儿童国家获得了美国国立卫生研究院的拨款，用于扩建DC智力和发育障碍研究中心，并将其搬迁到校园。在这个机构中，科学家们采用多学科的方法来研究基础生物学和各种发育障碍的潜在治疗方法，从自闭症和脑瘫到癫痫和遗传性代谢障碍。
通往诊所的路
通过所有这些相互关联的方案和项目，全国儿童协会非常重视创造新的方法来加强儿科保健。但新想法只有在对真正的临床结果产生影响时才有价值。
“我们的创新项目由Kolaleh Eskandanian领导，真正专注于为儿科临床护理带来新的治疗方法和新设备，”Gallo说。“我们迅速将技术、疗法或设备从概念到实施再到市场，新的发现可以使儿童受益。”
事实上，创新中心的一个关键目标是培育创新。加洛提供的强生创新- JLABS网络就是一个很好的例子。“JLABS可以为我们的调查人员提供网络和接触创新初创公司的机会。”
“强生创新在华盛顿特区开设了JLABS @华盛顿特区，这是我们的第13个生命科学孵化器地点，作为我们愿景的一部分，帮助那些需求未得到满足的患者和服务不足的人群加速科学创新，”强生创新JLABS @华盛顿特区的负责人Sally Allain说。“这个最先进的网站致力于在医疗保健领域进行创新，我们与儿童国立医院的合作伙伴关系为我们最小的患者寻求解决方案。我们才刚刚开始展示这种战略合作的变革力量。我们希望共同为所有医疗保健和儿科创新建立一个繁荣的生态系统。”
作为美国政策制定和监管的核心，全国儿童协会有能力扩大其对儿科医疗保健的影响。加洛说:“在华盛顿，我们不仅在地方层面，而且在国家和国际层面都发挥着主导作用。RIC正在进行的项目有望进一步加强这一作用。