近年來，疾病的治療在基因療法問世後掀起一場革命。透過了解疾病背後的缺陷後，可運輸特定蛋白入人體；抑或是直接植入產生特定蛋白質的完整基因至體內，引導身體自行製造缺失的蛋白質，進而從根本改善病因。
然而實際執行上並非如理論容易，首先先需將能正常生成特定蛋白質的基因以肌肉注射導入體內；接著必須確保當身體啟動蛋白質生成機制時，該蛋白質能順利摺疊成正確的形狀；最後，完整折疊好的蛋白再運輸至體內所需的部位。
美國麻薩諸塞州大學的阿默斯特分校（University of Massachusetts Amherst）的研究團隊近期宣布已成功開發出有助於治療 α1-抗胰蛋白酶缺乏症（alpha-1 antitrypsin disease, AATD）的基因療法新技術，可以有效釋放正常功能的 AAT 蛋白；此外也清楚的描繪了 α1-抗胰蛋白酶的折疊結構，此研究刊登於 Proceedings of the National Academy of Sciences。
何謂 α1-抗胰蛋白酶缺乏症
α1-抗胰蛋白酶缺乏症為白種人的罕見基因疾病之一，常導致兒童和成人的肝病與成人的肺病。
AAT 蛋白主要由肝臟細胞合成並分泌，其功能是抑制可破壞正常結締組織的各種酶。當蛋白質折疊不當，則無法被有效分泌並累積在肝細胞內部的小球中，觸發持續性肝細胞損傷，進而導致纖維化、肝硬化和肝細胞癌風險增加。
讓肌肉細胞也能有效率生成 AAT
基因療法先驅 Terence R. Flotte 先前已透過腺相關病毒（adeno-associated virus, AAV）作為基因療法載體，植入健康的 AAT 基因後再將其注射至人體肌肉中，讓患者肌肉可「持續釋放」缺乏的蛋白質 AAT。
然而，並非所有體內細胞皆能製造各種身體縮需的蛋白質，以 AAT 為例，需由肝臟細胞生成。如何讓普通肌肉細胞順利生成 AAT 時，並確保該產物能順利抵達肝臟細胞是研究團隊的一大挑戰。
本研究的作者之一 Daniel N. Hebert 教授在了解肌肉細胞生成 AAV 的困難後，協助開發一種新技術，透過一種化學物質（suberoylanilide hydroxamic acid, SAHA）有效提升肌肉細胞 50% 的 AAT 分泌量。
值得一提的是，此方法並非適用於所有蛋白缺陷疾病，其關鍵在於蛋白質如何摺疊呈特定形狀。不過研究團隊希望能藉此延伸至其他遺傳性疾病，提升基因療法的價值與療效。
延伸閱讀：α1-抗胰蛋白酶缺乏症 (AATD) 治療新希望！Takeda 第二期臨床試驗結果表現突出參考資料：
1. https://www.umass.edu/news/article/how-turn-muscle-protein-factory-advanced-gene-therapy
2. https://doi.org/10.1073/pnas.2206103119
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