有三個父母親的女孩

BBC這篇寫得不錯，簡單摘要一下
The girl with three biological parents

今年15歲(2000年出生)的Alana Saarinen是世界上極少數的三親小孩之一。90年代晚期，在美國紐澤西州的Dr Jacques Cohen開始嘗試細胞質轉移(cytoplasmic transfer )，將捐贈者包含正常mtDNA的細胞質轉移到病人的卵子當中，受精之後培育成胚胎。

Cohen的診所中總共有17個嬰兒經由此技術誕生，在12次的懷孕當中有一次的早期流產。Cohen認為該次流產是是因為胎兒缺少了一條X染色體而導致的。

另外一次雙胞胎懷孕中，雙胞胎的其中一個也被認為少了一條X染色體。在人數如此少的例子當中出現兩次異常讓Cohen擔心並且提出報告。

其他出生的小孩則被認為一切正常，直到一兩年之後其中一個小孩被診斷出有包含自閉症在內的一連串早期發育障礙。Cohen說沒有辦法知道這些異常是機率問題還是細胞質轉移而引發的。在此同時也有其他診所複製此技術，全世界大約有30~50個三親嬰兒誕生。

2002年，美國FDA基於安全和倫理問題，要求診所停止細胞質轉移技術。

Alana Saarinen的母親說Alana是個完全正常的十餘歲青少女。

後面Sharon Bernardi 和她七個夭折孩子的故事前一篇提到過就不翻了。

個人意見:

Jacques Cohen使用的細胞質移轉技術和Lyndesy Craven用的原核移植(Pronuclear Transfer, PNT)技術上不太一樣。Jacques Cohen是把約5~15%卵子體積的捐贈卵子細胞質打入問題卵子當中，之後再受精。

PNT是把受精之後的胚胎原核取出，移植到已經取出原核的捐贈胚胎當中。

至於這兩種方法哪一種比較好? 目前沒有人知道。

三親嬰兒，我們準備好了嗎? (下)

續上篇

三親嬰兒，我們準備好了嗎? (上)

粒線體的替換: 實驗策略

將捐贈卵子的細胞核(下圖黃色)移除，同時把有粒線體突變的卵子細胞核(下圖藍色)取出植入已經移除細胞核的捐贈卵子當中。如此一來，這顆卵子將擁有原來的細胞核基因組和來自正常第三人的粒線體基因組。

綠色: 正常粒線體；紅色: 突變粒線體

圖片來源: Lyndesy Craven 演講

粒線體的替換: 技術層面

技術層面來說，DNA核移植可以在卵子或是合子(zygote)階段。合子階段則是取出胚胎原核(pronuclear)之後植入已移除原核的捐贈胚胎當中。此技術稱為原核移植(Pronuclear Transfer, PNT)

黃色: 捐贈胚胎原核，藍色: 帶有突變mtDNA的胚胎原核

圖片來源: Lyndesy Craven 演講

從上圖中可以看到，PNT還是有機會攜帶少量原先的突變粒線體。平均來說PNT攜帶的原粒線體比例小於2%，多數移植胚胎攜帶的原粒線體比例低到無法測到。

Newcastle Fertility Centre現在使用捐贈作為研究用途的卵子來強化PNT的技術。PNT的安全和效率取決於胚胎發育、胚胎品質和mtDNA、基因組DNA的遺傳分析。

法律層面

2005年9月: HFEA (Human Fertilisation and Embryology Authority) 同意在人類胚胎上發展相關技術來預防mtDNA疾病。

2008年11月: 經過兩年的辯論之後，HFE Act 修正案在國會通過。這包含了臨床許可使用"改變卵子或胚胎的DNA技術來預防嚴重的粒線體疾病傳播"。

安全議題

目前並無證據顯示此技術上的不安全，2013跟2014年由各自獨立的科學研究提出相同的結論。

公眾意見

2012年1月: 英國政府要求HFEA尋求大眾對於使用IVF技術來預防粒線體疾病傳播的意見。

2012年7月至8月: 公開意見的尋求包括審議性公開研討會以及公眾代表性的調查。

2012年9至12月: 公開協商時期

2013年3月: 公眾諮詢結果

"原則上同意英國的粒線體療法"

2013年6月: 政府公布臨床應用粒線體療法的草案

2014年12月: 粒線體療法草案排入議程

2014年2月3號: 英國下議院投票通過粒線體療法

下一步

1.草案通過之後的細節仍需要HFEA同意

2."治療許可"仍舊需要申請以及許可，只有HFEA同意有效及安全的方法才會獲得許可。

3. 申請許可的診所必須符合科學以及臨床規定，包含病人的支持。

4. 對於子代的長期追蹤

三親嬰兒，我們準備好了嗎? (上)

本來還有其他好幾篇要寫，不過看到這則新聞:
'Three-parent babies': Britain votes in favour of law change

三親嬰兒，英國通過法律允許粒線體療法。
就先來談談這篇

以下文章是我對於Lyndesy Craven (Wellcome Trust Centre for Mitochondrial Research) 在2015 Fertility conference 上演講的個人理解。

粒線體(mitochondria, mt)簡介:
粒線體是細胞的能量工廠，負責提供能量給細胞。在胞器中，粒線體和植物的葉綠體是惟二含有自己DNA的胞器。粒線體DNA可以通過複製自身粒線體而代代相傳下去。

人類基因組DNA中約有1300個粒線體相關蛋白質，粒線體DNA長度為16,569bp，佔所有人類基因組不到0.1%，含有13個粒線體蛋白質。，有大於300個疾病導致的突變。粒線體DNA的其他幾個特色是multicopy跟母系遺傳，multicopy比較無關先不解釋。母系遺傳是因為粒線體在細胞質當中，精子本身的粒線體進入卵子之後會被淘汰，所以胚胎只會繼承到母方的粒線體DNA。


下圖: 母系粒線體用綠色表示，父系粒線體是黃色。受精之後父系粒線體會被排除而只剩下母系粒線體。

圖片來源: Lyndesy Craven 演講

粒線體的異質性(Heteroplasmy)
一個細胞含有數百個粒線體，這些粒線體不一定全都是一種表現型，它們可以同時包含正常型和突變型

下圖: 正常粒線體用綠色表示，突變是紅色
上: 同質性野生型(正常)的粒線體，全正常
中: 異質性，有正常有突變
下: 同質性突變，全是突變

圖片來源: Lyndesy Craven 演講

粒線體異質性的影響:
當heteroplasmy的細胞分裂的時候，它有可能包含到更多的正常粒線體或突變粒線體，最後表現出不同的表現型

上: 正常粒線體多於突變種，表現型正常
下: 突變粒線體多於正常，表現型突變

圖片來源: Lyndesy Craven 演講

當這個heteroplasmy細胞是生殖細胞的時候會造成各種程度不同的突變，粒線體在細胞內是以倍數自行增加的

圖左是含有粒線體突變的原始生殖細胞(Primordial germ cell)，當細胞分裂成初級卵母細胞(Primary oocytes)時，卵母細胞可能會含有不同數量的突變粒線體(圖中)，這些粒線體會自我複製而造成最終不同的表現型(圖右)。右上方含高比例的突變粒線體，會對子代產生影響，中間有中等程度的突變粒線體，對子代的影響較輕微，右下圖含少量突變粒線體則不影響子代。

圖片來源: Lyndesy Craven 演講

那究竟粒線體突變會造成什麼影響? 因為粒線體遍布人身上的各種細胞，它可以對多個器官/組織產生影響。

以下示意圖: 這些都是粒線體突變的影響範圍

圖片來源: Lyndesy Craven 演講

粒線體疾病可以造成嬰兒死亡，例如以下這篇報導
The woman who lost all seven children
Sharon Bernardi 的前三個小孩死於出生後數小時之內，第四個小孩雖然存活下來但一直有神經系統方面的疾病，最後在21歲死亡。之後Sharon Bernardi又懷孕三次，但沒有一個活超過兩歲。她被診斷出是她的mtDNA疾病造成胎兒異常。

預估在英國約有6500名女性受到mtDNA疾病影響或是帶有風險，然而目前針對mtDNA疾病並無有效治療方法。

現今對於病人帶有粒線體疾病的幾個意見:

1. 遺傳諮詢

2. (使用)捐贈卵子

3. 產前診斷

4. 著床前基因診斷( Preimplantation genetic diagnosis, PGD)

5. 粒線體取代療法?

產前基因診斷(PGD)在Newcastle的現況:

從2009年起，總共執行了10個cycle的PGD，確診出6種不同的mtDNA突變，其中3個PGD cycle成功的懷孕。低突變率的胚胎被挑選出來植入，隨後出生的嬰兒被確診有低突變率的mtDNA。

PGD用在篩選mtDNA突變可以降低疾病風險然而有其限制:

--當病人只有同質型突變的mtDNA

--當病人只有高比例突變的胚胎時

即使怎麼用PGD篩選也找不到適合的胚胎可以植入，所以有必要發展其他技術來預防mtDNA突變。
(下集待續)