粒線體基因治療
倫理爭議大
粒線體基因治療法在英國送審，但是因為倫理的問題引發爭議。這則新聞的技術含量高，要看懂還得先準備背景知識。但這個爭議影響重大，而且愈來會越多，遲早要面對的。
粒線體 (Mitochondria) [1] 是人體內的發電廠，它的主要功能是製造ATP (adenosine triphosphate，三磷酸腺苷)
[2]。ATP
是人體內的電池，將使用過的電池
ADP (adenosine diphosphate，二磷酸腺苷) [3] 再充電後，轉換成 ATP 續供使用，這工作就是粒線體來執行。實際上是 ATP 將化學位能儲存於其磷鍵，當使用時磷鍵被打斷，釋出能量。而 ATP 就轉換成較低能態的 ADP，等待再次被儲存能量。這個能量對於人類的運動，特別是肌肉收縮，以及呼吸是主要的來源。
由於粒線體是人類主要能量工廠，當它的基因發生突變時，人體關於能量使用的功能就會產生障礙，包括運動不耐症 (exercise intolerance) [4, 5]、Kearns-Sayre Syndrome (心臟、眼睛、運動功能的障礙) [4, 6] 等。
粒線體會首先列上基因療法的倫理議程是有其原因的。自從 2000 年左右人類基因圖譜 (human genome) 序列完成後，下一個生物醫學的聖杯是尋找各類疾病的致病基因以及其相對應的基因療法。但是十年來的進展甚緩，主要的原因是很多遺傳疾病並不是來自於單一致病基因。典型的例子是糖尿病。它的致病基因可能高達 4、50 個，又分佈在數個染色體上。兼之糖尿病的誘發與後天因素有很大的關係，所以很難釐清因果關係，遑論找到對應的基因療法。即使有少數的病症可以歸諸單一的致病基因，譬如前一陣子喧騰一時的安潔莉娜‧裘莉事件，其致病基因可以清楚辨識為單一的基因 BRCA1 [7]。但是即便是如此明確，在目前所能做的很不幸的只是預防性的切除。
粒線體基因與一般認知的 23對染色體中、一半來自父親、一半來自母親的基因不同。後者是藏於細胞核之中，而粒線體基因獨自儲存於粒線體之中 [4]。之所以有如此奇怪的遺傳行徑，是因為粒線體基本上在是生物演化的早期與宿主共生 (symbiosis) 的外來細胞。這樣的例子在生物演化的歷史上屢見不鮮。像是在植物中也是職司能源
(光合作用)
的葉綠素也如同粒線體一樣，源始於外來的共生個體。由於原來是外來的，遺傳物質也獨立在細胞核之外。細胞核中的基因經人類基因圖譜定序後，知道有三萬多個。相較於此，粒線體的基因只有 37 個，因此在疾病的溯源上相對容易。
另外粒線體的基因在大部份的生物只來自於母系。一般卵子中大約含
100,000~1,000,000 個粒線體
DNA，但精子中數量則只有 100~1,000個粒線體 DNA。而且精子中的粒線體
DNA會經過降解 (degradation) 的過程，所以受精卵中的粒線體最後只會剩下來自母系的粒線體 DNA。也因為這個原因，粒線體基因經常成為追蹤母系血緣 (matrilineage) 的重要工具 (Ｙ染色體則為追蹤父系
(agnate lineage) 血緣的工具，有興趣的參看《追蹤亞當夏娃》 [8]、《Ｙ染色體》
[9])。
由於這個特殊淵源和結構，當母親遇到有粒線體基因缺陷的問題，有機會在生殖的過程中予以矯正。方法就是在母親的卵子中，將原細胞質中有缺陷基因的粒線體替換成健康的粒線體。這個方法對於細胞核中的缺陷基因是無法如此做的，因為細胞核中的基因眾多，結構複雜，目前無法只置換其中幾個基因。如果要整個替換，乾脆就捐一整個卵子算了。這也是為什麼粒線體置換治療會首先站上台接受倫理爭議的考驗。
這個基因療法的倫理問題爭議在於經過粒線體置換的受精卵中事實上含有三個人的基因，在細胞核染色體中的一名男性、一名女性、以及在粒線體中另一名女性的基因，這對於此受精卵來說，母系的血緣難以定義。
我基本上贊成英國核准粒線體置換治療的態度。首先，粒腺體本來就是外來的共生體，如果在演化的歷史中我們都接受外來的共生體，為什麼我們不可以接受？退一步想，法律上我們可以接受捐精子或捐卵子的行為，為什麼不能接受只捐部份基因的行為？畢竟粒線體置換治療容許帶有粒線體基因缺陷的女性有最大機會去繁衍她其它的健康基因。從反面來看，如果禁止粒線體置換治療，在目前的醫療技術水平環境下，可能的結果會有兩個：一是該女性的基因繁衍的機會被剝奪，她也許接受捐卵子，或者放棄生育子女的機會。二是生下帶有粒線體基因缺陷的後代。這兩種後果，在我看來都比接受 37 個父母外基因的小小血緣混淆更無法接受。更何況粒線體置換治療也許將來也有機會以父親細胞中的粒腺體來替代，這在某些生物的種系中譬如羊的身上曾經見到，這樣就會還只有父母親二人的基因，雖然多了一點來自於父親的遺傳因子。
慢慢的，我們會面臨更多更微妙的倫理問題。如果在細胞核染色體中的某些缺陷基因我們也可以置換，讓不讓置換？或者可以直接修復，這樣算不算沒有血統混淆？還有，沒有缺陷但會呈現不同樣態的基因讓不讓換？這條線最後要劃在那裏？
References:
[9]: http://www.books.com.tw/exep/prod/booksfile.php?item=0010260053
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