南韓科學家推出狼瘡高解析度基因分析工具
南韓一組科學家在自體免疫疾病研究上取得重大突破,開發出一種尖端基因分析工具,能解析人類基因組中與狼瘡相關、最為複雜的區域。這項突破不僅加深了科學界對狼瘡發病機制的理解,也為依據個人基因特徵量身打造治療方案開闢道路。這項研究由漢陽大學醫院風濕病研究中心的裴相哲教授領導,並與慶熙大學金光宇教授及國家衛生研究院基因體研究部門合作,為全球對抗自體免疫疾病邁出重要一步。
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狼瘡的正式名稱為全身性紅斑狼瘡(SLE),是一種慢性自體免疫疾病,患者的免疫系統會錯誤攻擊健康的組織和器官。這種疾病可能影響皮膚、關節、腎臟、大腦及其他器官,造成多種症狀與併發症。儘管數十年來持續進行研究,狼瘡的確切遺傳與環境誘發因素仍難以捉摸,主要原因是涉及的免疫相關基因群極為複雜。
解碼主要組織相容性複合體:自體免疫遺傳學的核心
南韓團隊的創新聚焦於主要組織相容性複合體(MHC)區域。這是位於第 6 號染色體上一段基因密集的 DNA 區域,對免疫系統的調控扮演關鍵角色。MHC 區域含有數百個基因,包括人類白血球抗原(HLA)家族和補體成分 4(C4)基因。長期以來,這兩者都被懷疑與狼瘡、類風濕性關節炎及發炎性腸道疾病等自體免疫疾病有關。
裴相哲教授說明這項挑戰:
位於第 6 號染色體 MHC 區域的免疫相關基因極為複雜,因此難以分析。透過這項新工具,我們現在可以準確且輕易地分析這個區域。這建立了基礎設施,有助於找出狼瘡及其他自體免疫疾病的遺傳成因。
截至目前,研究使用的多數基因參考資料庫都是以美國和歐洲族群的資料建立,因此對東亞族群的分析準確度有限,因為韓國人及其他亞洲族群特有的重要基因變異並未納入。這項名為 MHC 基因型推算參考資料庫的新工具,首度納入近 7 萬名韓國人的大規模基因體資料,包括狼瘡患者和健康對照者。這讓研究人員能更精確地辨識東亞族群罹患狼瘡的遺傳風險因子。
研究人員利用這項工具發現,HLA 基因中的特定胺基酸變化,以及 C4 基因數量的差異,會各自獨立影響罹患狼瘡的風險。例如,HLA 基因的某些變化可能改變免疫系統辨識抗原的方式,使身體自身組織被誤認為外來入侵者。同樣地,C4 基因數量較少可能降低補體蛋白的生成,使免疫系統更容易失衡並引發自體免疫反應。
狼瘡為何如此難以破解:遺傳因素之謎
狼瘡並非由單一基因突變造成,而是 200 多種遺傳因子複雜交互作用的結果,每種因子都會對整體風險產生些微影響,感染、荷爾蒙變化,甚至生活型態等環境誘因也會進一步左右發病風險。這種複雜性讓科學家難以精確找出狼瘡成因或研發標靶療法。
近期全基因組關聯研究(GWAS)和轉錄體關聯研究(TWAS)的進展,已找出 100 多個狼瘡風險基因座,但其中涉及的特定基因與機制往往仍不明確。這項新的韓國參考資料庫讓研究人員得以以前所未有的細緻程度分析 MHC 區域,有助釐清哪些基因變異確實會提高疾病風險。
重要的是,這項研究也突顯狼瘡遺傳因素具有族群差異。研究顯示,部分遺傳風險因子為高加索族群與亞洲族群共有,另一些則是東亞族群特有。例如,STAT4 和 BLK 等基因是不同族群的共同風險因子,而 ETS1、IKZF1 和 SLC15A4 似乎較常見於亞洲族群。這凸顯了開發族群專屬基因工具、以提高診斷與治療準確度的重要性。
精準醫療:邁向狼瘡個人化治療
這項新基因工具最令人振奮的影響之一,是有望為狼瘡及其他自體免疫疾病開啟精準醫療的新時代。狼瘡不像由單一突變造成的遺傳疾病,而是涉及多種遺傳與環境因素。了解每位患者獨特的基因特徵,能讓醫師朝更個人化的治療策略邁進。
裴教授進一步說明:
了解這些複雜的組合後,我們就能朝個人化治療邁進。例如,如果確認患者的疾病與 C4 基因有關,而這是目前已知最強的遺傳風險因子之一,就可以選擇專門針對該機制的藥物。這不僅為更有效的療法開啟大門,也有助於研發新藥。
這種方法可能徹底改變狼瘡的治療方式,讓患者得以更早確診、更準確地評估風險,並選用最可能對個別患者有效的療法。由於 MHC 區域與多種疾病有關,這項研究也有望造福其他自體免疫與發炎性疾病患者。
全球與區域影響:縮小亞洲基因體研究的落差
韓國團隊這項研究的重要性遠超出國界。過去多數生醫研究都以歐洲裔族群為主,對亞洲族群遺傳風險因子的認識因而存在重大缺口,導致亞洲各地數百萬人面臨診斷、治療和健康結果方面的不平等。
亞洲免疫多樣性圖譜(AIDA)等近期計畫已開始著手填補這項缺口,描繪亞洲族群的免疫細胞多樣性。韓國的 MHC 參考資料庫則補足了這些工作,提供詳細基因圖譜,供全球研究人員使用。這套資料庫正透過韓國國家 CODA 系統向公眾開放。CODA 是一項基因體基礎設施,可供研究狼瘡、其他自體免疫疾病、傳染病及慢性發炎性疾病使用。
新加坡基因體研究院副所長 Shyam Prabhakar 強調族群專屬研究的重要性:
人類生物多樣性會受到年齡、性別和基因祖源等因素影響,並對健康結果產生重大影響,因此,族群專屬參考圖譜對取得準確的臨床資訊至關重要。
韓國的工具可對東亞族群的 MHC 區域進行大規模、高解析度分析,預期將加速區域內的精準醫療研究、疾病預測與生物標記發現。
更廣泛的背景:狼瘡、自體免疫與公共衛生
據估計,全球約有 340 萬人罹患狼瘡,每年新增病例約 40 萬例。狼瘡最常見於青春期至停經前的女性,全球發病率也在上升。除了遺傳易感性,感染(包括 COVID-19)、紫外線照射和荷爾蒙影響等環境因素,也可能促使疾病發生。
南韓與日本近期研究顯示,感染 COVID-19 後一年內,罹患包括狼瘡在內的自體免疫疾病風險會上升。研究發現,接種 COVID-19 疫苗可降低這項風險,凸顯公共衛生措施在控制自體免疫疾病負擔方面的重要性。然而,部分研究也指出,接種 mRNA 型 COVID-19 疫苗後,狼瘡風險可能略微上升,因此仍有必要持續監測與研究。
狼瘡等自體免疫疾病的特徵,是身體辨識自我與非我的能力失常,進而導致慢性發炎和組織損傷。其致病機制涉及先天性與適應性免疫系統,並伴隨自體抗體過量生成及細胞激素訊號調控失常。補體系統,尤其是 C4 基因,在維持免疫平衡上扮演核心角色,其功能失常是狼瘡的重要特徵。
基礎設施與合作:為未來研究奠定基礎
韓國研究團隊的成果,奠基於該國穩健的生醫基礎設施,包括大型生物資料庫、整合式健康資料庫及合作網絡。韓國腎臟生物資料庫網絡新世代分析系統(KORNERSTONE)和韓國變異資料庫(KOVA)等計畫,為基因研究提供重要資源,並支持新診斷與治療方法的開發。
韓國研究人員將 MHC 參考資料庫公開,促進國際合作,讓全球科學家都能受惠於這項成果。這種開放取用模式預期將推動自體免疫與發炎性疾病遺傳學領域的進一步發現,最終改善患者照護與健康結果。
挑戰與下一步:狼瘡研究的未來方向
儘管這項高解析度 MHC 分析工具的開發是重大進展,仍有許多挑戰待克服。狼瘡具有高度異質性,不同個人與族群的遺傳風險因子及臨床表現差異甚大。仍須進一步研究,在規模更大且更多元的群體中驗證研究結果、探究已辨識基因變異的功能影響,並將這些發現轉化為有效療法。
此外,遺傳與環境因素在狼瘡致病過程中的交互作用十分複雜,目前尚未充分了解。整合基因資料、環境暴露、生活型態因素及免疫特徵分析的研究,將是釐清疾病發生與進展機制的關鍵。
裴教授指出,自體免疫疾病甚至比癌症更複雜,因為每個人的基因組合差異極大。不過,若能依據基因特徵為患者分類,並配對適合的藥物,就有望為所有人開啟更精準的治療方式。
總結
- 南韓研究人員開發出高解析度基因分析工具,可解析與狼瘡相關的複雜 MHC 區域,進而更精確地辨識東亞族群的遺傳風險因子。
- 這項工具可詳細分析 HLA 和 C4 等關鍵免疫基因,並首度納入大規模韓國基因體資料,提高對亞洲患者的分析準確度。
- 這項突破有助推動精準醫療,讓狼瘡及其他自體免疫疾病患者能依個人基因特徵接受個人化治療。
- 這項研究填補了全球基因體研究長期以歐洲族群為主所造成的重要缺口,資料也將公開,以促進國際合作。
- 狼瘡是一種受到遺傳與環境因素共同影響的複雜自體免疫疾病,全球發病率持續上升,對公共衛生影響重大。
- 韓國持續投入研究與基礎設施建設,正使該國成為免疫遺傳學與精準醫療領域的領先者,成果有望造福全球患者。






