2025 年 7 月底英國新堡大學（Newcastle University）完成世界上首次開創性臨床試驗，8 名健康嬰兒利用包含 3 人DNA的體外受精技術誕生，3 人指的是父母和 1 位女性捐卵者。這項技術稱為「前核轉移」（Pronuclear Transfer），主要是防止因為母親卵子內遺傳下來有缺陷的粒線體DNA，造成小孩未來毀滅性的疾病發生，初步結果非常令人鼓舞，所有嬰兒都發育正常，致病突變的粒線體DNA，要麼無法檢測到，要麼存在的數量非常低，不足以造成疾病與傷害，對於曾被遺傳風險所困擾的家庭來說，這項科學成就不僅僅只是治療單一孩童，更是一種世代可延續的健康轉變。
這 8 名嬰兒包括 4 名女孩和 4 名男孩，其中一對為同卵雙胞胎，由 7 位患有高風險傳遞嚴重粒線體DNA突變疾病的女性所生，該項技術與成果已經分別發表在《新英格蘭醫學期刊》（NEJM）的兩篇論文中。
什麼是粒線體疾病？
粒線體疾病（Mitochondrial diseases）是一種罕見但嚴重的遺傳性疾病。其全球發生率估計約每 5000 ～ 1 萬人就有 1 人受影響。
雖然發生率相對罕見，但因為粒線體在幾乎所有細胞中都扮演「能量工廠」的角色，因此一旦出現問題，影響可能遍及多個器官系統。另外，有些輕度或非典型的粒線體功能缺陷，其實可能比我們想像的更為常見，只是診斷困難。每位患者的病程差異很大，有些患者在嬰兒期就出現致命症狀，有些則是直到成人才逐漸顯現。目前醫學界沒有治癒的方法，只能給予支持性治療。
粒線體是人體細胞內的發電廠，產生維持生命所需的能量，在每個細胞內依能量需求不同可以有幾百，甚至幾千個粒線體，每個粒線體內部均帶有一小段DNA，僅編碼產生能量所需的各種指令，估計約有 37 個基因，與經常提及遺傳父母特徵的 23 對染色體，包含 2 萬個基因部分，則是完全不相干。
粒線體內的DNA，如果存在有害突變，就會導致細胞能量供應減少，特別影響對能量需求高的組織，像是心臟、肌肉和大腦，想想看，如果一個細胞，有 1000 個發電廠（粒線體），但大多數都不能正常發電時，將導致嚴重功能失調，甚至死亡。
科學界已經知道，粒線體DNA是 100 % 從母親的卵子遺傳過來，父親的精子僅僅只帶入細胞核內的 23 條染色體，沒有任何父親的粒線體DNA會出現在受精卵內，因此這項疾病是母系遺傳。當然，如果母親的粒線體DNA沒有突變且能量代謝效率極高，不僅母親本身可能壽命較長，子女也會因此受益，因此「長壽基因來自母親」的說法，實際上指的就是粒線體DNA。
其中一篇論文的通訊作者特恩布爾教授（Doug Turnbull）表示：「粒線體疾病會對家庭造成毀滅性影響，這項新技術可以為更多面臨遺傳風險的女性帶來新的希望，她們現在有機會生下沒有這種可怕疾病的孩子。在英國全民健保的框架內，且在良好規範的環境中，我們能夠將粒線體捐贈作為研究項目的一部分，提供給受影響的女性。」這項新的粒線體捐贈技術，已經於 2015 年在英國合法化。
圖／每個粒線體內部均帶有一小段DNA，僅編碼產生能量所需的各種指令。freepik by julos
技術原理
這項技術是在卵子受精後進行的。首先將帶有粒線體DNA突變的受精卵內之細胞核基因（來自父母親的23對基因）移植到一顆來自健康女性的捐贈卵子中，而該捐贈卵子的細胞核已被移除，接著形成胚胎，最後再植入母親體內著床生長。
在出生的 8 名嬰兒中，血液檢測到致病粒線體DNA的含量範圍從無法檢測到 16 % 不等，這些致病突變被認為是來自於母親粒線體的「攜帶效應」，即抽取細胞核 23 對基因時，周圍連帶散落的母親粒線體，也微量一同被轉移，這種「攜帶效應」是粒線體捐贈技術目前需要進一步優化的地方。
挑戰與瓶頸
現階段，為防萬一，「攜帶效應」造成嬰兒產生疾病，因此必須額外加做一項：著床前基因檢測，以確定來自母體的突變粒線體DNA，不會太多。根據新堡大學的數據，使用這項新技術的臨床妊娠率為 36 %，也就是接受前核轉移的 22 名女性中有 8 人確認懷孕。
在 7 位孕婦中，有 6 位的懷孕過程順利無異常，只有一位出現罕見的妊娠併發症（高脂血症），但她透過低脂飲食成功改善。所有 8 名嬰兒（包括一對雙胞胎）均透過自然分娩或選擇性剖腹產，嬰兒的體重均符合其胎齡的正常範圍。
研究人員在嬰兒的血液與尿液細胞中測量了致病粒線體DNA突變的水平，其中 5 名嬰兒未檢測出突變，其中 3 名嬰兒檢測到低水平突變，其血液與尿液樣本分別為 5 % 與 9 %、12 % 與 13 %、16 % 與 20 %，這些突變含量遠低於多數研究指出會引發臨床疾病所需的 80 % 閾值。研究團隊將持續追蹤這些兒童的健康狀況，直至 5 歲。
未來展望
這項研究的成果不僅是醫學上的突破，也為許多承受遺傳風險的家庭帶來了新的選擇與希望。8 名健康嬰兒的誕生，代表著人類在對抗粒線體疾病上的一大進展，也是全球第一次有實際世代傳承健康的案例，當然，長期追蹤仍然重要，目前僅有短期結果。
未來，隨著技術持續完善與追蹤數據的累積，科學界有機會讓更多家庭擺脫遺傳疾病的陰影，迎向更健康的世代。
（本文作者為潘懷宗博士／藥理學教授）
