雙生子的基因研究

Posted on 2011/05/01 in 生物和醫學, 知識通訊評論, 科技報導 with 尚無留言 4,150 views

雙生子的基因研究
知識通訊評論第93期

由病人基因變異去找到致病原因，是基因研究的當然思維。最近研究者研究一對雙胞胎姐妹的基因卻發現，兩人基因的相同，無法解釋為何只有其中一人罹病。

基因相同，卻只有一人得病？

從病人整個基因找出病根，始終是科學家的美夢，拜基因排序成本降低之賜，科學家的夢想開始得圓。美國科學家對一對雙胞胎姐妹進行基因序列研究，即是一例。她們是同卵雙胞胎，一人罹患多發性硬化症（MS），一人卻無。不過，研究結果顯示，即使是透過深度的基因分析，對於為何只有一人患病，依然沒有解答。

毫無疑問，MS患者是因體內有MS的基因成分而病倒，患者的免疫細胞會攻擊神經細胞外圍的隔絕鞘。同時，患者親人罹患此症的機率也較高，尤其是雙胞胎，更加提高了百分之二十五。不過，美國的研究人員比較兩位雙胞胎的完整基因組，卻無法發現其中有可能引發MS的基因差異。

於是，舊金山加州大學的研究人員巴蘭齊尼（Sergio Baranzini）與新墨西哥州聖塔非「基因組資源國家中心」的金斯摩（Stephen Kingsmore）開始研究是否與「後基因作用」（epigenetics）有關。這種作用僅會對DNA產生化學改變以及影響基因表達，但是不會影響基因序列。兩位科學家在這對雙胞胎姐妹以及另外兩對情況類似的雙胞胎進行研究後，還是未能在關鍵基因的表達上，發現任何差異。

雖然科學家並未對另外兩組雙胞胎做基因定序，但曾針對他們的序列，比較過他們一百萬個特定的「拼字差異」（亦即基因的單一多型性，single nucleotide polymorphisms, SNPs），做過研究，證實兩人的基因組完全相同。

康乃狄各州耶魯大學的神經病學家海夫勒（David Hafler）指出，由於上述的研究對基因組做了詳盡研究，卻一無所獲，說明無法從基因，來對雙胞胎中只有一人罹患MS的現象提出解釋。

疾病遺傳學家常以大批病患為對象，試圖找出 MS患者的基因單一多型性。而基因定序可讓科學家做更深入的分析，可以顯現出過去科學家忽略的差異，從而揭開雙胞胎為何只有一人罹患MS的秘密。雙胞胎的基因組一開始是相同的，但一人可能非常早期即出現基因突變，另一人卻未如此。

之前已有研究找出導致人類變成MS高危險群的一些基因突變，而在上述研究的雙胞胎基因，或多或少都有這些突變。金斯摩指出，雙胞胎出生時，罹患MS的機率其實是相等的。但是這些基因的因素並不會誘發MS疾病，而是另有觸發因素，才會引發其中一人患病。巴蘭齊尼說，其中一項可能是，雖然雙胞胎都有罹患MS的體質，其中一人因與環境觸發因素產生完美結合而引發疾病。

洛杉磯加大神經遺傳學家葛奇溫（Daniel Geschwind）說，將家庭成員的基因組進行完整比較來找出突變原因，是新的研究領域。六月初發表的一份報告，是以完整的基因組序列，試圖找出造成罕見神經失調「恰克-馬利-杜斯氏症」（Charcot–Marie–Tooth disease）的原因。另一份報告，則是將另外兩種失調疾病的研究範圍縮小至找出它的基因成因。上述的MS研究，是以完整的基因組序列，同時進行後基因作用與基因表達研究的第一份報告。葛奇溫指出，巴蘭齊尼等人做了承先啟後的工作，他們研究的與眾不同之處，除了定序，還有後基因作用與基因表達。