基因治療

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基因治療(Gene Therapy)

　　基因治療是指將人的正常基因或有治療作用的基因通過一定方式導人人體靶細胞，以糾正基因缺陷或者發揮治療作用，從而達到治療疾病的目的。廣義的基因治療是指利用基因藥物的治療，而通常所稱狹義的基因治療是指用完整的基因進行基因替代治療，一般用DNA序列。

　　目前基因治療的主要方法有2種：一是直接療法：糾正突變基因即在原位修複缺陷的基因，以達到治療目的。具體做法是取出患者體細胞，對不正常的基因進行修飾，使之成為正常的基因，然後將改造後的細胞送回患者體內。這是理論上較理想的基因治療策略，但實際應用中還存在不少問題。二是間接療法，即以正常基因替代致病基因，導人外源正常基因，代替有缺陷的基因。對靶細胞而言，沒有去除或修複有缺陷的基因。我國對B型血友病患者的治療就是採取的後一種方法。直接和間接法均是用DNA重組技術設法修複患者細胞中有缺陷的基因，使細胞恢復正常功能而達到治療遺傳病的目的。

　　與基因轉移的受體細胞不同，基因治療有2種途徑：體細胞基因治療和生殖細胞基因治療。體細胞基因治療是指將正常基因轉移到體細胞，使之表達基因產物以達到治療目的。該治療不必矯正所有的體細胞。只涉及體細胞的遺傳改變並不影響下一代，故已被廣泛用於嚴重疾病的治療。生殖細胞基因治療是指將正常細胞基因轉移到患者的生殖細胞(精細胞，卵細胞早期胚胎)使其發育成正常個體。這是理想的治療方法，從根本上治療遺傳病，使其有害基因不能在人群中播散。但實際上這種靶細胞的遺傳修飾至今尚無實質性進展。原因是其基因轉移效率不高，只能用顯微註射方法，且僅適用於排卵周期短而次數多的動物，所以很難適用於人類。加之由於受精卵或早期胚胎細胞的遺傳改變勢必會影響後代，倫理學上的分歧也使生殖細胞基因治療舉步維艱。

　　目前基因治療的策略包括基因替代、基因修正、基因增強、基因抑制和基因失活 這些無一例外的均需要基因轉移。目前基因轉移的方法有物理、化學和生物三大類，其中生物轉移在人類細胞中應用最為廣泛。生物法主要是指病毒介導的基因轉移．是通過病毒為載體，將外源基因通過重組技術與病毒重組，然後去感染受體細胞。目前研究最為系統深入的應用最多最成功的是逆轉錄病毒，病毒感染細胞後其基因組RNA經逆轉錄產生雙鏈DNA拷貝。插入宿主染色體形成前病毒，前病毒轉錄產生的正鏈既是病毒RNA，再與前病毒編碼的外殼蛋白包裝成新的病毒顆粒。完整的病毒顆粒具有插入宿主染色體必需的全套酶系統，適用於介導基因轉移。而用於人體細胞實驗的以慢病毒為佳。慢病毒也屬於逆轉錄病毒，像其它逆轉錄病毒一樣，慢病毒基因組經逆轉錄後能整合在宿主DNA上，也可以在正常細胞中進行操作，因此可將它改建為有用的外源基因的轉移載體。與非慢病毒逆轉錄病毒載體不同的是，慢病毒載體還具有以下特征：宿主範圍廣泛，既能有效感染分裂期細胞，又能有效感染非周期性和有絲分裂後的細胞。病毒載體經改構後不在宿主細胞繁殖，不會導致寄主細胞的死亡，因此被它感染的或轉化的動物細胞能夠連續傳代。因為慢病毒所構建的siRNA表達載體是由RNA聚合酶Ⅲ啟動子來指導RNA合成的，構成siRNA的正義與反義鏈可由各自的啟動子分別轉錄，然後兩條鏈互補結合形成siRNA。也可由載體直接表達小發卡狀RNA在細胞里進一步加工成siRNA。眾所周知體外合成的siRNA對基因的表達的抑製作用通常是短暫的，而應用慢病毒載體轉移到細胞內的策略，對基因表達的抑制效果非常穩定。在長期穩定表達載體的細胞中，可長期發揮阻斷基因表達的作用，因而目前已廣泛用於RNA干擾研究中。

　　基因治療，尤其是生殖細胞基因治療不可避免會引起一場曠日持久的倫理之爭。從倫理學角度看，因體細胞基因不對其後代產生影響，體細胞的基因治療符合倫理道德爭議較少。人們只需關註其對個體是否安全即可，對某些病情嚴重且無有效治療方法的患者而言，大多樂於接受這種治療。體細胞基因治療的主要缺點是只使缺陷的基因在治療的個體得到糾正，其下一代仍可能產生同樣的遺傳性疾病或缺陷，這就使得科學家們不得不尋求生殖細胞基因治療。實際上，生殖細胞的基因治療正是體細胞基因治療的擴展與延伸，理論上可以從根本上消除某一疾病的垂直傳播。但其最大的缺點是受目前醫學科研技術和知識水平的限制，其對後代可能造成的損害存在各種不確定因素．其後果也無法明確把握和預測。例如接受轉基因受體的生殖細胞可能發生隨機整合，並垂直傳播給下一代．使後代變成癌易感者及其它疾病易感者，甚至有可能產生非人類的一些特征和性狀，這在倫理學上是絕對不能允許的。此外，每個個體均有自己的生命權且有權利保護自己的基因不被人工操縱，而生殖細胞基因治療的後果將影響到許多代人。他們將會成為未知情、未同意的受試者，這在倫理學上無法解決。因此目前各國政府對基因治療均採取慎之又慎的態度，在少量批准應用體細胞基因治療外，禁止將生殖細胞基因治療用於臨床，我國也不例外。1993年衛生部制訂了《人的體細胞治療和基因治療臨床研究質控要點》，只批覆同意體細胞的基因治療。可以相信，一旦基因治療技術發展到了足以消除對後代可能造成的損害時，或至少是這種損害和後果可以明確把握和預測。且有相應的有效的預防措施時。生殖細胞基因治療就會有實質性進展。

　　總之，基因治療作為一項全新的疾病治療手段，已經顯現出強大的發展勢頭和美好的發展前景。尤其是近20多年來．人類在體細胞基因及宮內造血乾細胞移植和基因治療領域均取得了很大的進步。因而可相信即使面臨極大的挑戰，但隨著人類基因組計劃的順利實施和完成 新的人類疾病基因的發現和克隆，基因治療將會成為眾多疑難疾病治療的重要組成部分。其臨床應用將不斷取得突破性進展。

　　高效表達載體和適用於臨床的基因轉移方法是決定基因治療成功的基礎，在體內精密調控目的基因的表達是決定基因治療成功的關鍵，基因治療的安全性是決定基因治療成功的保證。基因治療的發展已取得了巨大成就，它已被看成是對先天和後天基因疾病的潛在的、有效的治療方法，不過它依然存在缺少高效的傳遞系統、缺少持續穩定的表達及宿主產生免疫反應等問題。今後基因治療研究將向2個方向發展：其一是基礎研究更加深入，以解決在臨床應用中遇到的一些困難及基因治療本身需要解決的一些難點(如靶向性差、可控性弱、目的基因少等)為主要研究內容；其二是臨床項目增多，實施方案更加優化，判斷標準更加客觀，評價效果更加精確。成功的基因治療應以安全、有效、簡便、實用為目的。隨著人類基因組計劃的順利實施和完成，以及新的人類疾病基因的發現和克隆，基因治療研究和應用將不斷取得突破性進展。

　　從理論上看，基因治療的著眼點必須從整體的系統觀點出發，始終著眼於局部與整體、整體與外部環境的相互聯繫、相互作用、相互制約的關係。基因治療最終要落腳於人類疾病的治療，但基因治療是一種新技術，在理論和技術方面尚有一些關鍵問題急鬚髮現和解決。有人提出，為了最大限度地保護病人，基因治療應採用“優後原則”，即當其他傳統療法無效或微效時，再使用基因治療，安全性是基因治療首要解決的問題。開發一種能高效轉移基因、表達高度組織特異性、能進行精確控製表達的理想載體是關鍵的突破口。目前病毒載體由於插入後不穩定因素太多，雖然表達較穩定，但終究要逐漸被方興未艾的非病毒載體所取代。雖然對各種新載體的研究尚不健全，且大部分是體外研究，而體內外環境差別很大，但科學從不會放棄任何有希望而又有可能的嘗試，要開發出更安全、有效的非病毒載體，還需要漫長的理論創新和技術突破，這並不妨礙人們對它們成為理想的基因治療載體寄予厚望。