Stanford實驗室里令人興奮的事

人類有超過10000種疾病是由單個基因缺陷引起的。從理論上講,只要治好了這種基因缺陷,對應的疾病就痊癒了。然而,治好基因缺陷可不是像說說那麼容易的事。

一種稱為大皰表皮鬆解症(epidermolysis bullosa)的罕見皮膚病,起因是患者缺乏一種能把皮膚的各個層粘合在一起的關鍵的蛋白質。沒有這種蛋白質,皮膚就會撕裂,造成劇痛、感染、毀容,在許多情況下甚至還會因惡性皮膚癌而死亡。目前,Stanford大學的一個實驗室已經採用基因療法成功地培育出一片片手機大小的粉紅色的、有韌性的健康皮膚,覆蓋在傷口上,使患者長出自己健康的皮膚。這就證明經過改進的基因療法已經進入了臨床實用的階段。

角膜是眼球的透明外層,覆蓋虹膜和瞳孔。一旦角膜病變或受損,患者就面臨嚴重的視力問題,甚至失明的危險。美國每年大約有10萬例角膜移植手術,需要用屍體捐獻的角膜,而且有將近三分之一的手術是失敗的。Stanford大學的一個實驗室正在培育數以百萬計的新角膜細胞,用健康的新細胞修復病變和受損組織。首席研究員Jeffrey Goldberg博士說,他們用從屍體上提取的角膜作為“母”細胞培養產生許多新的年輕的細胞。他們的創新技術是使用直徑只有50納米的磁性顆粒(註:人類頭髮的直徑是75000納米)把新培養的細胞磁化;用注射器把這些磁化的細胞注入眼睛;然後,通過在眼球外的貼片上施加電磁力,將細胞拉到眼球中央的角膜後部;隨後,磁性顆粒從細胞上脫落,隨患者的尿液排出體外。這種方法提供一種令人興奮的可能性,就是從一個供體獲得的角膜可以治療幾十個甚至幾百個患者,而且可望治療其它視網膜和視神經疾病,包括青光眼。

Stanford大學研究小組的移植與其它角膜移植手術不同之處是,它並不需要捐贈者和接受者之間完美的“匹配”,而只需要局部滴眼液就可以預防排斥反應。Goldberg博士說,不僅手術是安全的,而且看到了初步療效的跡象。“對此我們感到非常興奮,我們持謹慎樂觀態度。”他預測,這種方法最終將取代大約80%的角膜移植。Stanford大學的這項研究得到了美國眼科學會(American Academy of Ophthalmology)的支持。美國眼科學會臨床發言人Philip R. Rizzuto博士說,該學會支持創新的臨床研究。“如果這項早期研究被證明是安全有效的,那麼這項技術可能會幫助一些患者避免角膜移植。”

基因療法已經有20多年的歷史了。但是,1999年在給患有遺傳性肝病的亞利桑那州少年Jesse Gelsinger植入矯正基因的時候,患者對使用的病毒產生了嚴重反應,導致死亡。這使基因療法遭到了重大打擊。現在使用的改進了的基因療法,即稱為CRISPR的新技術,就像一把顯微鏡下的手術刀,以人們難以想象的精度、效率和安全性進行基因重組手術。

Stanford大學由51歲的Matthew Porteus博士領導的團隊發現,人類有超過10000種看上去非常不同的疾病卻有一個共同點——它們都是由單一細胞類型的單個基因的單個突變引起的。這個團隊使用CRISPR-Cas9技術,利用Stanford校園裡的第一個細胞製造工廠的產品進行“基因編輯”,就是將壞的基因切除,然後引入一個好的基因。這種方法已經在白鼠身上成功治療了一些血液病,如鐮狀細胞貧血(sickle cell anemia)和地中海貧血(beta thalassemia)以及肌營養不良等幾種破壞免疫系統的疾病。

目前,他們的目標是臨床試驗治療兩種嚴重的血液疾病——鐮狀細胞貧血和地中海貧血。臨床試驗分為兩個階段,第一階段主要是安全性試驗,第二階段重點是看治療效果。他們從患者的骨髓中提取出一些患病的幹細胞(stem cells,能夠產生血液或免疫系統細胞)。然後,患者將接受高強度化療,殺死剩餘的患病幹細胞,並把新的、健康的幹細胞注入患者體內。一旦健康的幹細胞到位,就會產生更多健康的細胞來取代生病的細胞——這樣患者就會痊癒。所以,並不是所有的壞細胞都必須修復才行。

Stanford大學幹細胞生物學和再生醫學研究所(Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine)副所長Maria Grazia Roncarolo博士說:“如果臨床試驗成功,就為治療許多免疫系統和血液系統疾病打開了大門。醫學界都為這樣的治療前景興奮不已,尤其是在這種新技術價格猛跌、可及範圍擴大之際。” Stanford大學醫學院院長Lloyd B. Minor博士說:“這些進展說明我們正在進入醫學的一個新時代。”

 

記者 湯毅堅

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