這個未來的兇嫌是熱帶家蚊(Culex quinquefasciatus),在臺灣也是個大家想除之而後快的病媒蚊。這份由里茲大學(University of Leeds)、倫敦動物學會(Zoological Society of London)、瓜亞基爾大學(University of Guayaquil) 、加拉巴哥國家公園(Galapagos National Park)及達爾文基金會(Charles Darwin Foundation)合作的研究報告指出,熱帶家蚊會利用搭觀光客便機的方式偷渡到島上,在島上散播病原使得野生動物死亡。研究人員可以估算有多少蚊子利用飛機來到島上,再經由比對蚊子的基因組成的相似度,可以推測出搭便機來到島上的蚊子裡有多少可以順利在島上活下來。遺傳分析還讓研究人員發現這些外來的蚊子會和當地蚊子通婚留下後代,而且也看得出蚊子的族群在群島的各島嶼間有旅行交流的跡象。當然,它們最有可能的旅行途徑又是搭上了觀光客的交通船及郵輪。
雖然這宗兇案還沒有發生,但是證據顯示現在已經是萬事俱備,只差某個病原菌或病毒跳上某隻蚊子偷渡成功,大滅絕可能就要發生了。熱帶家蚊已經被證實可以傳播原生動物造成的禽類瘧疾(avian malaria),以及病毒造成的禽類痘症(avian pox)及西尼羅河熱(West Nile fever)等足以讓鳥類致死的疾病。在19世紀末熱帶家蚊跟著人類的活動入侵夏威夷帶入了病厡,造成當地特有種的旋蜜雀(honeycreeper)們大量死亡,原本的 42 種旋蜜雀,現在活下來的只剩 19 種了。
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。
Seidel D, Meißner A, Lackner M, Piepenbrock E, Salmanton-García J, Stecher M, Mellinghoff S, Hamprecht A, Durán Graeff L, Köhler P, Cheng MP, Denis J, Chedotal I, Chander J, Pakstis DL, Los-Arcos I, Slavin M, Montagna MT, Caggiano G, Mares M, Trauth J, Aurbach U, Vehreschild MJGT, Vehreschild JJ, Duarte RF, Herbrecht R, Wisplinghoff H, Cornely OA. 2019. Prognostic factors in 264 adults with invasive Scedosporium spp. and Lomentospora prolificans infection reported in the literature and FungiScope®. Critical Reviews in Microbiology 45:1–21.
Huang YT, Hung TC, Fan YC, Chen CY, Sun PL. 2023. The high diversity of Scedosporium and Lomentospora species and their prevalence in human-disturbed areas in Taiwan. Medical Mycology 61(4): myad041. doi: 10.1093/mmy/myad041.