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免疫系統的豁免部位 眼睛可能是基因編輯首選器官

2022-03-20 17:55貓頭鷹出版社 作者/奈莎‧卡雷

角膜是我們眼球前面透明的部分,角膜移植時,不用進行捐贈者和受贈者的配對程序,受贈...
角膜是我們眼球前面透明的部分,角膜移植時,不用進行捐贈者和受贈者的配對程序,受贈者也無須服用抑制免疫系統的藥物。這是因為我們的眼晴其實躲開了免疫系統,是所謂的豁免部位。 圖/ingimage

▍藥物傳輸

要讓基因編輯在臨床上發揮效用,得面臨許多艱困挑戰,其中有一項跟基因編輯的基礎技術幾乎沒有關係。過去基因療法在發展上也曾受到這件事情的阻礙,那就是藥物傳輸的問題。

我們很習慣吞藥丸或喝液體藥物,從藥罐裡倒出一顆藥丸,就可以吃藥了。問題是,這只適合阿斯匹靈、抗生素,或者是抗組織胺等傳統的小分子藥物。像基因編輯試劑這種分子結構大而複雜的製劑,就沒辦法用這種方式處理,因為它們無法通過胃裡面的高度酸性環境。

想要讓某種大而複雜的分子分布在人體各處,一般來說會採取血液注射的方式。血液是人體的運輸網絡,負責運送營養物質、氣體和毒素到它們該去的地方。任何打進血液裡的物質,在運輸過程初期,都會來到人體的大型解毒器官——肝臟。解毒是肝臟最主要的工作之一,在任何奇怪的外來物質傷害人體組織前,將它們分解完畢。

問題在於,對肝臟來說,基因編輯試劑就是奇怪的外來物質,於是肝臟開始幹活,分解這些外來入侵者。到頭來,抵達最終目標組織的試劑劑量過低,無法產生任何效用。這麼說來,針對韓特氏症進行的試驗,會採取比較舊的基因編輯技術也並不奇怪,因為它鎖定的目標是肝臟,試劑到了肝臟就抵達終點。事實上,就這個例子而言,肝細胞會吸收外來物質的特性絕對是個優點。如果科學家能製造出正確的藥物傳輸包裝,正常發揮功能的肝細胞其實有助於解開包裝,方便基因編輯試劑釋出。這麼一來,試劑很有可能直接進入肝細胞的細胞核,開始進行DNA編輯。如果一切順利,肝臟本身就能產生病人缺乏的蛋白質,把蛋白質釋放到血液裡,蛋白質就能隨著血液前往目標組織,然後開始工作。

針對鐮型血球貧血症地中海貧血症進行的試驗,也解決了藥物傳輸的問題,不過所用方法不同。基因編輯試劑被直接送進病人的細胞裡,但這細胞所在地點是實驗室,而不是病人體內。一旦編輯成功,再像輸血一樣把編輯過的細胞送回病人體內。

儘管我們認為人體所有組織都是相連並且整合在一起的,尤其又有血液系統居中聯繫,但事情總有例外。這些稱為豁免部位的人體區域,就像是獨立於偉大聯邦實體之外的地方。其實,許多人對這種現象很熟悉,只是沒有意識到自己知道這件事而已。我們都曉得,進行腎、肝、心、肺,以及其他大部分器官移植時,最重要的就是希望捐贈者和受贈者的配對相符程度愈高愈好。其實,所謂的「配對程度高」,意思就是試著找到免疫系統辨識標籤盡可能相似的捐贈者和受贈者,這麼做可以降低風險,盡量讓時時處於警戒狀態的免疫防禦系統不要排斥移植器官。即使配對程度很高,通常,受贈者餘生中都得服用藥物來抑制想要發揮保護作用的免疫系統。

但說到角膜移植,那就完全是另外一回事了。角膜是我們眼球前面透明的部分,角膜移植時,不用進行捐贈者和受贈者的配對程序,受贈者也無須服用抑制免疫系統的藥物。這是因為我們的眼晴其實躲開了免疫系統,是所謂的豁免部位。幾乎可以肯定的是,在演化過程中,這種方法可以預防眼睛產生危險的發炎反應,因為眼睛要是發炎,那是有可能失明的。

因為不必擔心免疫系統攻擊進入眼睛的外來物質,所以眼睛成為基因編輯可利用的首選器官。我們可以把試劑直接注入眼睛的適當部位,因為我們已經知道,在眼睛裡的試劑不會被過度免疫反應清除掉。我們還知道,基因編輯的試劑不會離開眼睛,因此,不用擔心試劑進入錯誤組織,或者在別的地方展開編輯程序。

以人體細胞和動物模型進行的實驗,早已說明基因編輯在眼睛細胞裡是可以發揮作用的。理論上來說,我們應該有可能利用這項技術來穩定,甚至逆轉各種形式的失明狀態,包括基因突變引起的色素沉著性視網膜炎,甚或是跟年齡有關,會影響一般大眾的眼疾,如黃斑部病變。

※ 本文摘自《竄改基因:改寫人類未來的CRISPR和基因編輯》。


《竄改基因:改寫人類未來的CRISPR和基因編輯》

作者:奈莎‧卡雷

譯者:陸維濃

出版社:貓頭鷹

出版日期:2022/01/24

基因編輯
器官移植
免疫系統
角膜移植

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