基因奇蹟:科學家解開致命疾病免疫之謎
多年來,一種罕見的遺傳疾病困擾著許多家庭,但同時也讓科學家感到困惑:為什麼有些人會受到嚴重影響,而有些人卻能安然無恙?如今,這個謎團終於被解開。研究人員發現,一種名為HAQ-STING的基因變異,能夠抵禦COPA綜合症,這項發現可能為基因治療帶來革命性的突破。對於長期受此疾病困擾的家庭來說,這不僅是一個解釋,更是一道希望的曙光。
加州大學舊金山分校的肺科醫生Anthony Shum博士,過去15年來一直在研究這種罕見的遺傳疾病。這種疾病對不同家庭的影響方式難以預測:有些帶有基因突變的人在童年時期就會出現嚴重的肺出血,而另一些人卻完全不受影響。如今,Shum博士和他的團隊發現了另一種基因變異,能夠預防這種疾病,這項突破可能為目前需要密集醫療照護和免疫抑制劑治療的COPA綜合症,帶來全新的基因療法。
研究人員發現,某些COPA綜合症患者的親屬雖然帶有致病基因突變,卻依然保持健康。原因在於,他們同時擁有另一種基因的保護性變異——HAQ-STING。當科學家將這種保護性變異引入患有COPA綜合症的肺細胞時,細胞的狀況得到了改善。Shum博士表示:「我們認為HAQ-STING可以成為基因治療的工具,並為治癒疾病邁出重要一步。」
這項研究始於2011年,當時Shum博士在加州大學舊金山分校的急診室遇到了一位名叫Letasha的年輕女性,她因嚴重的肺出血被送醫。Letasha的母親Betty Towe告訴Shum,她的另一個女兒Kristina也有幾乎相同的症狀。從那時起,Shum博士開始深入研究這個家庭的基因背景,並逐漸成為她們的主要肺科醫生。
經過多年的研究,Shum博士與來自貝勒醫學院和德州兒童醫院的同事們於2015年宣佈,他們在五個家庭中發現了這些症狀的共同原因:一種名為COPA的基因突變。儘管這些家庭中有30人帶有這種突變,但只有21人發病,這種疾病被命名為COPA綜合症。這種疾病非常罕見,可能僅影響美國數千人,且許多人尚未被診斷出來。
2020年,Shum博士在實驗室中研究COPA基因時,發現了另一個關鍵基因——STING。當COPA基因發生突變時,STING基因也會出現異常。Shum博士解釋:「每個人都需要STING來對抗偶發的感染和清除病毒,但在COPA綜合症患者中,STING卻持續處於啟用狀態,這導致大量的炎症反應,並對肺部、腎臟和關節造成損害。」
然而,研究人員發現STING基因有一種變異體——HAQ-STING,這種變異體出現在超過三分之一的人口中。他們推測,這種變異體可能能夠中和COPA突變的影響,並解釋為何這種疾病對不同家庭的影響不一致。為了驗證這一假設,他們需要數十名患者及其健康家屬的配合。
Letasha、Kristina和Betty毫不猶豫地參與了這項研究。Letasha表示:「每當Shum博士需要我們協助研究時,我都非常樂意參與——無論是捐贈樣本、配合測試,我都願意。我相信他一定能找到答案。」
研究團隊收集了來自全球26名COPA綜合症患者的健康記錄和DNA樣本,並對9名帶有COPA突變的健康親屬進行了多輪測試,包括CT掃描和炎症血液檢查,以確保他們沒有任何疾病症狀。隨後,團隊對每位患者和親屬的STING基因進行了測序。
研究結果顯示,所有健康的親屬都擁有HAQ-STING變異體,而COPA綜合症患者則完全沒有。這項發現為HAQ-STING的治療潛力提供了明確的方向。研究團隊在實驗室中將HAQ-STING引入COPA綜合症患者的肺細胞,結果顯示,這些細胞的免疫訊號恢復了平衡。
Shum博士認為,HAQ-STING的發現為COPA綜合症患者帶來了多種治療可能性。他提到:「如果一個嬰兒在產前被診斷出帶有COPA突變,但缺乏HAQ-STING,我們可以進行產前基因治療。或者,對於成年人,我們可以透過氣霧劑將HAQ-STING直接送入他們的呼吸道,以保護他們的肺部。」
在研究成果發表前幾週,Shum博士打電話給Betty,向她分享了這個好訊息。他解釋道,Betty之所以在60多歲時依然健康,正是因為HAQ-STING的保護。隨後,Shum博士也將這個訊息告訴了Letasha和Kristina。三位女性在電話中喜極而泣,多年來困擾她們家庭的健康之謎終於被解開。未來,或許更多人也能免於這種疾病的折磨。
Letasha表示:「我們一直相信Shum博士會找到答案。我希望他明白,他所做的事情是多麼了不起。這將改變許多人的生活。」
這項研究於2025年2月27日發表在《實驗醫學期刊》上,並得到了美國國立衛生研究院、美國胸科學會和兒童間質性肺病基金會的支援。