2018年十大科學突破——基因沉默技術獲得美國食品藥品管理局認可

近日，美國《科學》雜誌評選出了2018年十大科學突破，其中一項就是「基因沉默技術獲得美國食品藥品管理局認可」。文中稱：「這一期待已久的舉措可能預示著一種針對致病基因的新型藥物的誕生。」

基因沉默技術基於RNA干擾（RNAi）機制，該機制發現於20年前，並為其兩名發現者贏得了2006年的諾貝爾生理和醫學獎。

那麼，什麼是RNA干擾呢？

高中生物課上我們就學習過基因的表達，即有遺傳效應的DNA片段通過轉錄將遺傳資訊傳遞給信使RNA，信使RNA再通過翻譯，按照遺傳資訊合成蛋白質。因為基因中的遺傳資訊的多樣性，最終合成的蛋白質種類也十分多樣。比如說紅細胞可以合成血紅蛋白，能夠用來運輸氧氣；肌細胞可以合成肌凝蛋白和肌纖蛋白，控制肌肉的收縮和舒張。

你可能會有這樣的疑問：既然每個個體的所有細胞都是由一個受精卵不斷分裂發育來的，那麼個體的所有細胞中遺傳物質都是一樣的，為什麼不同的細胞合成的蛋白質不同，實現的功能也不同呢？科學家們也想到了這個問題，並提出了這樣的一種解釋，即基因的選擇性表達：在細胞分化中，基因在特定的時間和空間條件下有選擇地進行蛋白質的表達，其結果是形成了形態結構和生理功能不同的細胞。

雖然基因的選擇性表達被不斷證實，但是其內在的原因一直未能得到解釋。而RNA干擾機制被發現後，人們普遍認為該機制就是基因選擇性表達的內在原因之一。所謂RNA干擾機制，就是有一種小分子RNA可以附著在信使RNA上，從而破壞基因的翻譯。這樣就能夠讓細胞篩選其不想表達的基因，讓這些基因沉默。

RNA干擾機制被發現後，人們意識到了其在基因治療領域中的重要意義。因為病毒的複製和腫瘤細胞的繁殖也離不開基因的表達過程，如果能夠選擇病毒或腫瘤細胞基因中與人類基因組不同的序列作為RNAi技術的識別序列，那麼就能夠抑製病毒的複製和腫瘤細胞的繁殖，同時又能夠避免對人體正常細胞的毒副作用。

但是將RNA干擾機制的發現轉化為臨床應用一直是一個挑戰。因為雖然科研人員對該技術的原理十分清楚，但是能夠起作用的小分子RNA十分容易降解，而且很難按照預期安全地到達靶點。科研人員為此付出了十數年的努力，試圖弄清如何將這些藥物投放到體內合適的位置，以減少有害的非靶向副作用，以及如何設計合成的RNA分子，使其在發揮作用之前不會降解。

直到2008年，Alnylam製藥公司的研究人員在研發一種RNA干擾藥物時，找到了一個解決方案:將RNA包裹到一種脂質納米顆粒中，這種顆粒可以保證RNA安全到達肝臟，在肝臟內發揮作用。這種藥物被命名為Patisiran，可用於治療遺傳性轉甲狀腺素蛋白澱粉樣變性(hATTR)——其中突變的蛋白質在體內積聚，影響心臟和神經系統的重要功能。

2018年，美國食品藥品監督管理局(FDA)首次批準了該藥物投入臨床，不僅為相關患者帶來了希望，也極大地推動了RNA干擾技術在基因治療領域的發展。

未來，科研人員一定能夠找到更多更有效的方式，使基因沉默技術廣泛地應用於臨床治療，破解各種疑難雜症，用科學技術為人類帶來福音。