注射一劑 浪貓可避孕2年!研究人員研發節育新技術「基因療法」

記者 李娉婷/綜合報導

為了避免貓發情、意外繁殖或生殖器官發生病變,獸醫大多會建議飼主為寵物絕育;另一方面,為流浪在外的無主貓絕育,也是控制數量的方法之一,只是執行過程相當繁瑣——有沒有什麼更簡單的做法能避免浪貓生育呢?這個方法可能很快就會出現!經過多年調整,美國一個研究團隊提出了一種基因療法,只需要注射一次,就可以安全地讓母貓停止排卵,目前已確認有效時間至少長達2年,甚至可能更長。

幾隻參與研究的貓。   取自Cincinnati Zoo

這項研究的初步成果近日發表於《自然-通訊》(Nature Communications)期刊,由哈佛大學生殖生物學家皮平(David Pepin)和辛辛那提動物園(Cincinnati Zoo)動物研究主任史旺森(William Swanson)帶領的研究團隊開發了一種新穎、安全的基因治療避孕方法來控制貓數量。史旺森表示,誘捕-絕育-回置(TNR)計畫可以幫助控制族群成長,但獸醫資源是一個瓶頸,他:「我們需要一種方法讓外科獸醫擺脫困境,讓業外人士也能用注射的方式來阻止貓繁殖。」

皮平對卵巢癌如何在人體發展的興趣,讓他無意中進入了為貓避孕的世界。他的博士後導師一直在研究將抗穆氏管荷爾蒙(Anti-Mullerian Hormone, AMH)——這種荷爾蒙對胎兒的男性性器官發育很重要——作為治療卵巢癌的可能方法。

然而,皮平發現AMH對卵巢及濾泡也有著重要影響,他表示這種荷爾蒙比我們意識到的要強大得多:「有了它,我們基本上可以接管卵巢,並控制濾泡發育的速度。」皮平立刻看到了這種荷爾蒙作為避孕藥的潛力。

在1960 年代,當研究人員為女性帶來含有雌激素和黃體素的口服避孕藥時,人類的計畫生育發生了革命性變化,這種藥丸作用於濾泡發育的後期,但缺點是有時會引發高血壓、血栓等副作用。AMH則是更早產生影響,它作用於原始濾泡上,原始濾泡在出生時即存在,而AMH會在原始濾泡對濾泡刺激素(follicle-stimulating hormone)變得敏感前發揮作用。

濾泡刺激素由腦垂腺釋放,會刺激卵巢中的濾泡生長,青春期後,這些濾泡以約20個為一組,在每個卵巢週期開始分批成熟,直到其中一個濾泡釋放出卵子。AMH由生長的濾泡產生,作用是調節濾泡生長,避免濾泡長太多耗盡庫存(原始濾泡為固定數量),簡言之,雖然AMH是在濾泡生長時產生的荷爾蒙,但它的作用為抑制其他原始濾泡的生長。

不過,皮平表示,由於對婦女健康的研究資金不足,尤其是在避孕方面,因為人們認為沒有必要在這個領域進行創新,該研究因此停滯不前,而就在這個時候,邁克生發現動物基金會(Michelson Found Animals Foundation)介入了。雖然貓的絕育手術只需要花幾分鐘(公貓)到半小時(母貓),但手術仍然存在風險,在收容所過度擁擠和種種動物福利問題的推動下,邁克生發現動物基金會開始資助開發無須手術、永久性寵物避孕藥的研究。

而史旺森原先進行的研究則是試圖讓貓繁殖——作為辛辛那提動物園的保育生物學家,他一直在尋找提高豹貓和其他野生貓科動物受孕的方法。在貓繁殖方面的專業知識,讓史旺森受邀審查邁克生發現動物基金會的補助撥款,包括皮平的提案,最後兩人決定聯手進行研究。

參與研究的貓飼養在辛辛那提動物園的室內空間,許多研究人員會抽出時間和貓互動玩耍。   取自Cincinnati Zoo

和其他仰賴從實驗室製造激素的避孕藥不同,這種新療法是讓貓的身體本身製造避孕藥。在基金會的支持下,皮平將他的工作擴展到貓身上,為了測試這種荷爾蒙對這個新族群的影響,他和合作夥伴使用了基因療法,將編有AMH的基因插入細胞中,以在貓體內產生高於正常值的AMH分子。研究人員將帶有AMH基因的貓科動物版病毒載體(一種常使用於分子生物學的工具,可將遺傳物質帶入細胞)注射到6隻母貓的肌肉中,還有3隻母貓作為對照組。

結果,AMH基因整合進了貓肌肉細胞的DNA中,並持續多年排出荷爾蒙,讓母貓的濾泡發育停滯到永遠不會釋放卵子的程度。不過當研究人員調查注射後母貓血液和糞便中存在的各種激素水平時,他們驚訝地發現,和對照組相比,有注射AMH基因的貓體內許多激素沒有變化,尤其是雌激素,這意味著一些濾泡還是脫離了原始階段,並開始分泌激素。

「一些濾泡依然活躍,但沒有像往常一樣成熟;它們發育遲緩。」皮平表示,因為強大的回饋機制,這一小部分濾泡依然能夠產生接近正常量的雌激素,考量到激素對骨骼和心血管健康的重要性,這個細節相當重要。然而,在週期中,濾泡也確實「逐漸消失」,它們的發育在排卵前就停止了。

最終將母貓與可育公貓一起飼養的實驗證實,這種療法會暫停生育能力——在進行基因療法的8個月和20個月後,研究團隊重複了兩次實驗,6隻接受基因療法的母貓中有2隻和公貓交配,但都沒有懷孕:其他4隻母貓拒絕交配;另外3隻對照組的母貓和公貓交配後則是都懷孕了。有交配的、經過基因療法的貓沒有懷孕,這表明儘管母貓的雌激素水平看起來正常,但AMH會阻礙牠們排卵並導致不孕。

目前測試已經過了4年,研究人員沒有觀察到任何副作用,他們甚至觀察到AMH對子宮內膜囊狀增生和子宮蓄膿等病成可能產生的防護作用。史旺森將此歸因於排卵受到抑制,和隨後黃體素分泌量的減少,這與這些疾病的發展密切相關。4年後,母貓繼續表現出高於正常值的AMH,研究人員認為這是一個好預兆。

皮平承認他們的工作聽起來很可怕:「我們製造了一種導致不育的病毒——很多科幻故事都是這樣開始的。」不過,人們倒也不用太擔心這會產生某種「疫情」,讓全世界的生物都無法生育,因為腺病毒無法複製,因此不存在傳播這種節育措施的風險,它們也不能跨物種產生效用。

研究人員希望AMH基因療法能夠發展到運用於街頭流浪貓的節育,避免更多流浪個體的出生。   圖片來源:Dedy Eka Timbul Prayoga from Pixabay

研究團隊未來的目標包括降低基因療法的成本、找到有效的施行方式,以及設計針對狗的療法。皮平還和其他人共同創辦了一間公司,以探索AMH在人體中的用途,包括直接注射荷爾蒙——和基因療法不同,這種方式完全可逆。

而根據史旺森的說法,用基因療法來為母貓節育的相對簡單性,將提高野外流浪貓生育控制計畫的有效性;研究團隊的目標是讓注射成為手術的替代方案,這樣貓就可以用一次劑量永久絕育。另有其他科學家指出,目前該研究仍樣本不足,也尚未弄清楚這種療法是否可逆、要在貓多大時開始應用,此外,未來母貓是否可能患上其他生殖系統疾病,也還需要更多時間驗證。

皮平和史旺森正在繼續監測接受基因療法的貓,密切關注牠們的健康狀況和行為。 但邁克生發現動物基金會很滿意目前的成果,並計畫資助具有可行性的產品商業化,下個月他們將和美國食品藥物管理局會面,以制定更大規模的安全性和有效性研究。史旺森說,至少還需要5年的時間才能推出商業產品,而若要成為發展中國家可行的解決方案,針劑則必須要更便宜。

此外,若要讓該產品獲得2500萬美元的邁克生獎資助,它也必須能夠在狗身上作用,不過對史旺森來說,錢並非推動他進行研究的動力,他表示自己的主要目標是讓流浪寵物遠離街頭、讓盡可能多的貓狗住在充滿愛的家中,「這才是真正的獎勵」。

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