小知識(shí)：基因治療的研究現(xiàn)狀

2013年1月13日 | Filed under: 藥物化學(xué),熱門話題,文獻(xiàn)綜合 | Posted by: 編輯 D

作者：胡珉琦

【藥源按】基因治療是把具有治療作用的基因移植到病人，尤其是病灶的細(xì)胞內(nèi)，借此替換缺失和功能異常的基因，最終達(dá)到治療目的。而今，據(jù)第一例基因治療的臨床實(shí)驗(yàn)已經(jīng)二十多年了，這項(xiàng)曾被寄予厚望的醫(yī)學(xué)發(fā)明依然在實(shí)驗(yàn)階段，《美中藥源》轉(zhuǎn)載中國科學(xué)報(bào)胡珉琦的文章，對(duì)基因治療的現(xiàn)狀和做簡(jiǎn)單的介紹。

據(jù)2012年12月24日BBC報(bào)道，英國科學(xué)家分析了20個(gè)具有腸癌家族遺傳史的人的基因組，發(fā)現(xiàn)了兩處會(huì)引起腸癌發(fā)病率顯著升高的基因變異，分別是POLE和POLD1。POLE 和 POLD1是負(fù)責(zé)DNA損傷修復(fù)的基因，這兩個(gè)基因功能異常會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷的DNA積累，從而有可能引起腸癌。而這一結(jié)果也被認(rèn)為有助于醫(yī)生識(shí)別出腸癌高危人群，進(jìn)行早期診斷和治療。事實(shí)上，從2000年“人類基因組計(jì)劃”宣布有史以來的第一個(gè)人類基因組草圖完成，到2012年“千人基因組計(jì)劃”公布1092個(gè)高分辨率人類基因組遺傳變異整合圖譜，人類譜寫的生命“天書”越來越精細(xì)，科學(xué)家們也試圖從中讀出遺傳和致病的密碼。然而，截至目前，美國FDI尚未批準(zhǔn)任何一種用于臨床的基因治療藥物或者方法，基因治療并非如大眾希望的那樣可以成為一種常態(tài)化的治療手段。

副作用讓基因治療跌入谷底

所謂基因治療，就是把一個(gè)具有治療作用的基因放到病人的細(xì)胞中，借此替換缺失和功能異常的基因，或者，借此過度表達(dá)好的基因，把壞的基因遮蔽住，最終達(dá)到治療某種疾病的方法。醫(yī)生可以選擇體內(nèi)或者體外治療，前者是直接將攜帶基因的載體注射到受損細(xì)胞所在區(qū)域，后者則是抽取病人的血液或者骨髓，分離出未成熟的細(xì)胞，接著將基因送入這些細(xì)胞，再重新注射到病人的血液中。這些細(xì)胞會(huì)移動(dòng)到骨髓，在那邊成熟并大量增殖，最終替換掉那些受損的細(xì)胞。

基因治療在1990年第一次進(jìn)行了人體試驗(yàn)，截至2004 年6月底，全世界范圍內(nèi)基因治療的臨床試驗(yàn)方案已有987 個(gè)。“基因治療一度在歐美掀起了一股研究熱潮。”中科院北京基因組研究所副研究員聶凌虎說。可正當(dāng)研究人員信心滿懷之時(shí)，幾起因基因治療而誘發(fā)的事故頓時(shí)讓這股熱潮跌入冰點(diǎn)。

自2000 年以來，法國巴黎內(nèi)克爾醫(yī)院Fischer 教授對(duì)17 名患有嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷病的兒童實(shí)施基因療法，正常的基因植入到患兒體內(nèi)，修復(fù)有缺陷的免疫系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)療效很顯著，但是從2003 年開始，其中5名患者出現(xiàn)了類似白血病癥狀，后有一名患病兒童死亡。至此，美國FDA開始意識(shí)到基因治療可能具有潛在的、長(zhǎng)期的副作用。大量基因治療臨床試驗(yàn)被擱淺，人們對(duì)于基因治療的期望也跌入谷底。

基因載入不可控，一不小心搞破壞

其實(shí)，基因治療產(chǎn)生副作用的“罪魁禍?zhǔn)住本褪禽斔椭委熁虻竭_(dá)致病靶點(diǎn)的載體。基因本身是無法自己進(jìn)入到細(xì)胞體內(nèi)的，必須依靠一定的載體才行，而＊＊就是最好的選擇，因?yàn)椋梢郧秩肴梭w。

理想的基因治療應(yīng)該能根據(jù)病變的性質(zhì)和嚴(yán)重程度的不同，調(diào)控治療基因在適當(dāng)?shù)慕M織器官內(nèi)和以適當(dāng)?shù)乃交蚍绞奖磉_(dá)。可是，目前，科學(xué)家還不具備這樣的掌控力。

聶凌虎說，＊＊插入染色體后的位置是隨機(jī)的，誰也無法保證它不會(huì)突然觸碰到某些癌基因，治病不成，反把它們給激活了。

“因?yàn)榘┗虮患せ畹脑碇痪褪峭庠碊NA插入過程中破壞了其本身的結(jié)構(gòu)。”復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授李瑤解釋。

而讓李瑤始終不看好基因治療的，還在于腫瘤疾病幾乎都是多基因疾病，致病機(jī)制非常復(fù)雜。在腫瘤領(lǐng)域，p53被視為最有分量的抑癌基因，50%以上的腫瘤疾病都與這個(gè)基因的功能缺失有關(guān)。2004年，深圳賽百諾基因技術(shù)有限公司推出了p53 抗癌注射液（又名“今又生”），由我國SFDA批準(zhǔn)上市，它也成為了全世界第一個(gè)正式用于臨床基因治療的藥物。但聶凌虎告訴記者，此后，因其療效得不到業(yè)內(nèi)的一致認(rèn)可，開發(fā)者又陷入專利和股權(quán)官司，“今又生”并沒有獲得預(yù)想的口碑和經(jīng)濟(jì)收益。

“p53的重要性毋庸置疑，但癌癥并不是一股只有單個(gè)決口的洪流，一旦發(fā)病就是諸多關(guān)口一齊崩潰，攔得住p53，也很難攔住所有。”他表示。
推進(jìn)基因治療，攻克“載體”難題是關(guān)鍵
目前，在基因治療領(lǐng)域，學(xué)界主要攻克的對(duì)象就是載體，通過改造使其提高安全性和效率。其中，非＊＊載體就是一種新的研究方向。非＊＊載體最初在基因治療臨床試驗(yàn)中的使用率很低，但它的生物安全性顯然要高于＊＊載體。隨著脂質(zhì)體、多聚物，以及它們的復(fù)合物等載體的出現(xiàn)，結(jié)合電脈沖、超聲等技術(shù)，一定程度上可以提高導(dǎo)入效率和靶向性。因此，聶凌虎認(rèn)為，很難說，現(xiàn)在的小眾產(chǎn)品未來就不會(huì)超越主流的＊＊載體。

而目前被認(rèn)為最為理想的是一種被稱為腺相關(guān)＊＊（AAV）的載體，它沒有毒性，不致病，宿主范圍廣，穩(wěn)定性好。美國費(fèi)城兒童醫(yī)院和霍華德?休斯醫(yī)學(xué)研究所以及賓夕法尼亞大學(xué)聯(lián)合組成的一個(gè)研究小組已經(jīng)在12名年齡介于8歲到44歲之間的利伯氏先天性黑內(nèi)障（LCA）病人身上，使用了以這種無毒性小＊＊為載體的基因療法。研究人員將正常的基因RPE65植入眼部，在眼球后面產(chǎn)生感光色素，取代了那些因病喪失的色素，從而恢復(fù)眼部的光敏性。盡管該療法并沒有讓所有病人恢復(fù)正常視力，但是，有一半的人重見了光明。

不過，據(jù)聶凌虎介紹，國外還存在一種新的思路，那就是通過移植基因來改良造血干細(xì)胞。造血干細(xì)胞屬于骨髓細(xì)胞，它可以產(chǎn)生血液和免疫系統(tǒng)中所有的細(xì)胞，被改良造血干細(xì)胞可以使宿主產(chǎn)生新的免疫系統(tǒng)，從而讓腫瘤消失，這與直接移植造血干細(xì)胞的效果相似。同時(shí)，造血干細(xì)胞是懸浮的，即使是＊＊載體進(jìn)入，在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)里面，它們也能相對(duì)均勻地接觸這些懸浮的細(xì)胞，避免沖撞到“要命”的細(xì)胞而產(chǎn)生副作用。美國印第安納州大學(xué)醫(yī)學(xué)院研究人員在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中就用通過改良的慢＊＊載體將抗黑色素瘤T細(xì)胞受體基因插入到小鼠的造血干細(xì)胞中，并最終完全消除了腫瘤。“基因治療的突破也許會(huì)從造血干細(xì)胞開始。”他認(rèn)為。

基因診斷更成熟，治療主要靠引導(dǎo)

從開始的盲目樂觀與熱情到意識(shí)到副作用時(shí)的失望與懷疑，對(duì)于基因治療，人們正在回歸理性。正如李瑤說的，基因治療的確有一定價(jià)值，尤其在一些單基因遺傳病以及某些腫瘤疾病上，但它并不是萬能的，在當(dāng)前的認(rèn)識(shí)和技術(shù)水平下，大多還在Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段，距離應(yīng)用還差得很遠(yuǎn)。

不過，專家們一致認(rèn)為，相較于基因治療，基因診斷技術(shù)則要現(xiàn)實(shí)和成熟許多。據(jù)美國國家疾病控制中心基因檢測(cè)部公開的數(shù)據(jù)顯示，目前已存在1000多種疾病的基因診斷技術(shù)。在那些已知致病基因的疾病診斷中，可以通過個(gè)人DNA的檢測(cè)，觀察是否存在染色體異常、對(duì)應(yīng)基因有突變，或者基因表達(dá)程度問題，從而判斷疾病是否發(fā)生。

目前應(yīng)用非常廣泛的應(yīng)該是對(duì)新生兒?jiǎn)位蜻z傳病以及染色體異常的篩選，比如地中海貧血、唐氏綜合癥、色盲等等。此外，對(duì)于成年人來說，還有例如線粒體基因突變糖尿病、鐮刀型貧血癥、老年性癡呆等等，當(dāng)然還有人們熟悉的一些癌癥，比如結(jié)腸癌、乳腺癌等等。而在聶凌虎看來，乳腺癌的基因診斷和治療模式是當(dāng)前個(gè)體化基因醫(yī)療的一個(gè)理想模式。BRCA1和BRCA2被稱為是乳腺癌的易感基因，一個(gè)女性如果發(fā)現(xiàn)攜帶這種基因，在70歲以前她有65%的幾率患乳腺癌，BRCA1和BRCA2基因檢測(cè)在發(fā)達(dá)國家作為一項(xiàng)預(yù)防乳腺癌的手段早已進(jìn)行。有意思的是，它們雖然“兇猛”，BRCA1突變者對(duì)化療的臨床反應(yīng)率為100%，可以說非常敏感，化療的治愈效果自然很好。“這種模式，即通過基因診斷先使疾病層層分型，再針對(duì)每種類型進(jìn)行對(duì)應(yīng)的引導(dǎo)治療。”聶凌虎坦言，單指基因治療，目前在臨床應(yīng)用上也只能做到引導(dǎo)用藥、治療。

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