十幾年前功能性磁振造影(functional magnetic resonance imaging, fMRI)開始風行,學術圈興起了追風潮,不論是在台灣或是國外,越來越多研究者使用這個設備來回答關於人類心智的問題,相關的期刊、會議也如雨後春筍般的出現。筆者記得在2004年要念博士班的時候,我的學校剛剛購置新的fMRI,筆者的學校算是英國十大名校中較晚購置那個設備的。近十年後的現在,全球fMRI的數量實在難以計算,台灣又很有可能是全世界fMRI密度最高的國家,國科會更在過去一年購置三台新的機器,分別放在台灣大學、政治大學及成功大學。
為什麼腦造影研究會興起風潮?這次要介紹Farah與Hook這兩位學者寫的一篇評論,這篇評論會出現在未來的Perspectives in Psychological Science期刊,但相關的內容這個月初就已經在國外的科學網站中有所報導。起因是因為紐約大學心理系的教授Gary Marcus在紐約客上寫了一篇文章Neuroscience Fiction,之後有一些反對、一些支持的聲音,很可惜這些內容目前還沒有被報導,台灣民眾對於fMRI的了解大概僅止於「可以用fMRI來知道是否有人逃漏稅」。
有研究者實際去檢驗這件事情,有些反對的證據,認為當圖片和非圖片的訊息量相同時,實驗參與者並不會認為圖片較有說服力;但除非有很精準地控制,否則很難將圖片傳遞的訊息量降低到和非圖片相同。換言之,這是一個無法驗證是否為真的論點,所以我們就把這個想法暫時放在一旁。第二個可能的原因是因為這些腦的影像似乎提供了所謂神經科學的證據,誠如Keith E. Stanovich教授在這才是心理學這本書中提到的,社會上對於心理學這門學問普遍的輕視,因為它不如物理、化學一般,有很明確的證據。但這其實是民眾的誤解,甚至連心理學相關的研究也會誤解,認為傳統的心理學研究沒有辦法幫助我們真正了解人的心智運作。相較於心理學,神經科學就是一門科學的學科,因此大家會一面倒的認為神經科學的證據就是真的!
1990 年,融合蛋白 CD4 免疫黏附素(CD4 immunoadhesin)誕生。這項設計,是為了對付令人類聞風喪膽的 HIV 病毒。
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我們知道 T 細胞是人體中一種非常重要的白血球。在這些 T 細胞中,大約有六到七成表面帶有一個叫做「CD4」的輔助受體。CD4 會和另一個受體 TCR 一起合作,幫助 T 細胞辨識其他細胞表面的抗原片段,等於是 T 細胞用來辨認壞人的「探測器」。表面擁有 CD4 受體的淋巴球,就稱為 CD4 淋巴球。
麻煩的來了。 HIV 病毒反將一軍,竟然把 T 細胞的 CD4 探測器,當成了自己辨識獵物的「標記」。沒錯,對 HIV 病毒來說,免疫細胞就是它的獵物。HIV 的表面有一種叫做 gp120 的蛋白,會主動去抓住 T 細胞上的 CD4 受體。
而另一端的 Fc 區域則有兩個重要作用:一是延長融合蛋白在體內的存活時間;二是理論上能掛上「這裡有敵人!」的標籤,這種機制稱為抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)或免疫吞噬作用(ADCP)。當免疫細胞的 Fc 受體與 Fc 區域結合,就能促使免疫細胞清除被黏住的病毒顆粒。
不過,這裡有個關鍵細節。
在實際設計中,CD4免疫黏附素的 Fc 片段通常會關閉「吸引免疫細胞」的這個技能。原因是:HIV 專門攻擊的就是免疫細胞本身,許多病毒甚至已經藏在 CD4 細胞裡。若 Fc 區域過於活躍,反而可能引發強烈的發炎反應,甚至讓免疫系統錯把帶有病毒碎片的健康細胞也一併攻擊,這樣副作用太大。因此,CD4 免疫黏附素的 Fc 區域會加入特定突變,讓它只保留延長藥物壽命的功能,而不會與淋巴球的 Fc 受體結合,以避免誘發免疫反應。
從 DNA 藍圖到生物積木:融合蛋白的設計巧思
融合蛋白雖然潛力強大,但要製造出來可一點都不簡單。它並不是用膠水把兩段蛋白質黏在一起就好。「融合」這件事,得從最根本的設計圖,也就是 DNA 序列就開始規劃。
我們體內的大部分蛋白質,都是細胞照著 DNA 上的指令一步步合成的。所以,如果科學家想把蛋白 A 和蛋白 B 接在一起,就得先把這兩段基因找出來,然後再「拼」成一段新的 DNA。