這本好書《血之祕史:科學革命時代的醫學與謀殺故事》(Blood Work: A Tale of Medicine and Murder in the Scientific Revolution)就是要探討對過去的人來說,到底血液的本質是什麼?靈魂正確的位置在人體的哪裡?人和動物最大的差異是什麼?所謂「作為人類」的意思是什麼?這些大哉問。
17世紀初的幾十年間,因為英國醫生威廉.哈維(William Harvey,1578-1657)宣布了對於血液循環的發現,顛覆了過去對於人體的種種理解。法國哲學家笛卡兒(René Descartes,1596-1650)也發表了他的激進宣言:「Cogito ergo sum」(我思故我在),宣稱心智與靈魂是獨立於身體的,並且主張,身體基本上是一具巧妙的機器。時值歐洲歷經許多宗教戰爭後仍在休養生息之際,上述兩種主張與其他理論都動搖了科學以及人體的傳統觀念,許多自然哲學家紛紛試著去探討其背後更深的涵義。
在此之前,英國皇家學會(British Royal Society)的成員們已試過把各種液體輸進動物的靜脈裡的實驗,打進動物血管裡的液體包括紅酒、啤酒、鴉片、牛奶與水銀。然後他們把狗的血輸進另一隻狗的身上,例如把大狗的血輸給小狗,老狗輸給年輕的狗,某個品種的狗輸給另一個品種。法國科學院(French Academy of Science)跟進,也進行了狗的輸血實驗,但令其感到氣餒的是,他們沒辦法複製英國的成功經驗。
德尼使用動物血液輸血的實驗在法國引起了激烈的爭論,未來如果要幫人類輸血的話,必須先經過巴黎大學醫學院(Paris Faculty of Medicine)的授權。這幾乎是不可能的,因為過去該院未曾掩飾過對於輸血實驗的敵意。兩年後,也就是在1670年,法國議會全面禁止輸血,英國、義大利與全歐各地也都停止了輸血實驗,一直到150年後才會繼續。直到1902年奧地利醫師卡爾.蘭德斯坦納(Karl Landsteiner,1868–1943)發現四種血型後,輸血才被認為是安全、可靠的。
來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手、Readmoo部落格【GENE思書軒】、關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋。
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。