【生物化學】藥物遞輸技術與基因療法

■ 核酸特殊的鹼基對結構，可藉由調整局部的基因表現，改變特定細胞中特定蛋白的合成形式。我們可以使用功能性蛋白的基因來矯正基因缺陷，而這就是基因療法的初始概念。然而，目前還有一個關於核酸遞輸的問題懸而未決。

編譯│汪芃

當我們生病吃藥，把藥吞下肚之後，藥片就會釋放出微小的分子，穿透細胞膜等生理屏障，從消化道進到作用部位，而這個過程得以順利完成，全仰賴現代藥物化學讓藥的親和性、細胞的滲透性和水溶性之間達到平衡。某些疾病的治療標的比較特殊，不在正常的細胞裡，這時就必須使用標靶治療。例如有一種叫做基立克（Gleevec）的藥就是標靶治療藥物，能特別鎖定突變的bcr-abl蛋白。然而在許多情況下，需要治療的標的卻是正常的蛋白，我們希望調整其中某些細胞的活動，卻又不想波及其他細胞，這時科學家的理想自然是研發出分子小、又具備特殊屬性的藥物，可以聰明地鎖定特定的細胞，但這樣的技術並不容易，科學家得克服無數問題──因為一旦我們需要達到更精細的效果，分子結構往往越大越複雜，所需的藥物遞輸技術也就越高階。

微小的藥物分子影響的是目標蛋白的功能，而相較之下，核酸特殊的鹼基對結構使用的似乎是較為自然的方式，可藉由調整局部的基因表現，改變特定細胞中特定蛋白的合成形式。舉例來說，我們可以使用功能性蛋白的基因來矯正基因缺陷，而這就是基因療法的初始概念。除此之外，如果我們能控制個別基因的表現，應用這種技術，就能在生物體外研究細胞生物學。若能大幅抑制或徹底消除細胞中特定基因的表現，而又不會造成基因突變，科學家就能獲得前所未有的技術，細細研究細胞運作的過程。另外，若能控制基因表現的時間點，對於生物研究也是一個潛力十足的新契機。

要像這樣將生物學研究轉化成化學研究，對科學家而言，在想像力和實驗創意上都是很刺激的挑戰。目前這類尖端的實驗工具已經極其精密，科學家已經能破解殘基序列，合成多種聚合物，這些殘基包含核苷酸、胺基酸、碳水化合物，以及乙二醇等有機體單位，甚至是各種聚合物的結合體。我們可以使用正交共軛技術，將聚合體精密地結合在一起，也可以運用各種尖端的分析技術，了解這些成品的特色。

然而目前還有一個關於遞輸的問題懸而未決：核酸並不是微小的分子，而且具有多離子的負電荷，這樣的狀態和細小的藥物分子大相逕庭，所需要的遞輸技術自然不同。針對這點，病毒生物學是絕佳的研究途徑，可以用來精準控制基因，因為病毒可以勝任各種工作──既可以在不利的環境中維持穩定，又能在生物媒介中潛伏，然後找到理想的宿主細胞，將病毒核酸送進這些細胞中，再把它們基因表現的過程扭轉成對病毒發展有利的狀態。舉例來說，目前HIV治療技術的發展中，科學家便使用精密的工具，控制某類病毒來做為治療的媒介。

我們能不能改造自然的病毒，用以遞輸具有療效的核酸？儘管不少人擔心這樣做將造成預料之外的後果，但許多科學家都在研究這個問題。目前有一個機械學方面的問題仍待克服，那就是要將分子從外部的媒介傳遞到細胞表面，穿透細胞膜、細胞間質，最後到達細胞內的目標RNA或DNA，這技術非常不容易。此外，有時科學家的實驗目標還更進階，得從許多類似的細胞中，鎖定特定一小群目標細胞，然後取得這些細胞中特定的合成粒子，每一步都不容易，可謂挑戰重重。

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 報導出處：Introduction to Gene Silencing and Delivery

責任編輯：Nita Hsu