基因治療 (Gene Therapy)

基因治療 (Gene Therapy)
台中市雙十國中自然領域王淑卿老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

長生不老一直是古今中外人類追求的夢想，隨著生物科技如基因重組和基因載體技術的進步與醫學的發達，活的健康又長壽，單憑傳統的藥物治療、外科手術已無法滿足人類需求，基因治療成為「活到一百二十歲」的希望之路。

基因治療之原理
何謂基因治療（gene therapy）？簡而言之是將基因當作藥物來治療疾病。即應用DNA重組(DNA recombination)及基因轉殖(gene transfection)的技術，將正常功能的外源基因插入患者的細胞，稱為標靶細胞(target cell)或受體細胞(receptor cell)，藉由基因重組技術正確地嵌入染色體以替換或補償原來缺陷或異常的基因，使得細胞可轉譯出正常表現的蛋白質且能長期穩定地持續表現，以弭補原來之缺陷基因所欠缺表現的蛋白質。

基因治療之開端
最早於1989年，美國國家衛生研究院的安德生（William French Anderson）、布里茲（Michael Blaese）與羅森堡（Steven Rosenberg）等人共同提出基因治療的臨床試驗申請，第一次先將無害標記注入53歲男子身上。1990年，美國布里茲博士團隊完成基因治療的首例首度對於患有遺傳疾病–嚴重複合免疫不全症（SCID，Severe Combined Immunodeficiency；或稱泡沫寶寶症， bubble baby disease；或稱ADA缺乏症候群)的4歲女孩阿香緹進行基因治療，將正常的腺苷酸脫胺酶-ADA (adenosine deaminase) 基因殖入病患的淋巴球，患者經3個月後免疫系統漸趨於正常，但仍須配合藥物治療。SCID的患者由於腺苷酸脫胺酶（ADA）的欠缺而造成免疫系統Ｔ細胞與Ｂ細胞的死亡，而喪失多種免疫力，容易染上重症甚至癌症，罹患此病的幼童很多都死於幼童期。
   
治療過程首先取出病人身上的T細胞，利用基因重組後的反轉錄病毒（retrovirus）將正常的腺苷酸脫胺酶（ADA）基因導入T細胞，並將帶有修復基因的自體細胞–T細胞送回病患體內，以修補體內欠缺的ADA基因。2007年，基因治療17年後阿香緹成長至21歲雖然狀況穩定，但仍須藉傳統的藥物治療控制症狀。而法國費雪博士(Alain Fischer) 的研究小組，則由SCID病童身上抽取少量的骨髓幹細胞，經基因改造後再移植回體內，經由 CD34 Marker 提煉和純化幹細胞，並利用特殊培養劑(cocktail mixture)大量繁殖幹細胞，再使用病毒 (Virus) 載入患者所需的基因（Gamma-C Cytokine receptor Subunit）至幹細胞。11位SCID病童進行基因治療，其中9名成功治癒了，但其中一名在兩年後卻發生白血球大量增生的現象，發現是因為有些反轉錄病毒將轉移基因插入非預期的位置(LMO2 gene)，破壞了此基因，以致無法控制細胞分裂而產生癌症。1998年，美國費城賓州大學一位十九歲男孩利用腺病毒（adenovirus）進行基因治療，隔年卻於治療期間死亡。由此可知，基因治療的發展雖然為遺傳疾病帶來無限希望卻也充滿許多不可知的風險。

基因治療之前景
自1989年第一個基因治療案例迄今，雖有成功的案例，但卻非完全康復仍需配合其他治療。而成功率的提升有賴於載體的研發，載體的效率性、操控性與副作用等決定基因治療的未來前景。除了美國、法、義、荷、比利時等歐洲國家、亞洲日本等國也都制定了基因治療的相關法規，日本甚至於1995年訂定基因治療為重要國家政策之一。我國目前尚未公佈法規，但許多大學及中研院等單位都已著手籌備。

自1980 年遺傳工程技術發展以來，至2000年人類基因解碼，陸續發現各基因的功能後，目前已研發出約500個治療的標靶基因，預估未來可提升至1萬個。甚至，直接基因治療、蛋白質替代治療，以及有外來基因的細胞治療，配合基因轉殖及基因剔除術的成熟，以及利用奈米科技操縱DNA與並將人工奈米機械注射入人體，可加速基因治療的研究和臨床試驗的成功率，並且避免外來載體將基因轉殖入細胞後卻形成入侵的癌細胞，達到成功治癒單一基因的病變。隨著基因治療技術的發展，盼望「老的慢、病的輕、活的久」成為未來人人可實現的願景。

參考文獻：
1.科學人。2008。基因治療如何發揮作用？科學人。 79期9號。
2.胡育誠。2003。基因治療的過去與展望。科學發展。372期。
3.DNA疫苗 http://www.biochemlab.cn/jiaoxue/terms/20798.html
4.DNA疫苗及其特點 http://www.biochemlab.cn/jiaoxue/lilun/20800.html
5.Gene therapy using an adenovirus vector   http://ghr.nlm.nih.gov/handbook/illustrations/therapyvector
6.基因治療的展望 http://www.cbt.ntu.edu.tw/General/BioMed/Biomed3/Biomed3-4.htm