基因療法向我們走來(lái)

劉秉軍

“膠水”快速止血無(wú)需縫合

據(jù)《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》報(bào)道，得益于基因編輯技術(shù)的發(fā)展，外科手術(shù)將出現(xiàn)革命性的變化：當(dāng)患者的鮮血涌出，醫(yī)生不必急著使用止血鉗。只要在傷處涂一點(diǎn)凝血膠，再用紫外線(xiàn)照射，幾秒鐘之內(nèi)就可以止血。在無(wú)需縫合的情況下，創(chuàng)口也能夠完美閉合。這種新型凝血膠的核心成分是蛋白和多糖合成的明膠。

除了上述凝血膠，還有兩種新型凝血?jiǎng)⑼度肱R床使用。

動(dòng)物體內(nèi)培育人體器官已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性研究階段

凝血的進(jìn)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)平衡的過(guò)程，好的凝血?jiǎng)┎粌H要能快速止血，還要防止凝血過(guò)度。美國(guó)的醫(yī)學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，將特殊的轉(zhuǎn)鐵蛋白、纖維蛋白、凝血酶、凝血因子和抗凝血酶合成在一起，它們之間的相互作用可以實(shí)現(xiàn)凝血平衡。美國(guó)科學(xué)家利用這些物質(zhì)開(kāi)發(fā)出一種新型凝血?jiǎng)嚓P(guān)試驗(yàn)在小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病模型治療中已經(jīng)取得成功，2020年2月有望進(jìn)入臨床試用階段。

日本科學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種多肽分子凝血?jiǎng)淖畲筇攸c(diǎn)是具備凝血和殺菌雙重功效。這種凝血?jiǎng)┠芘c鮑曼不動(dòng)桿菌和綠膿桿菌持續(xù)“較量”，具備很強(qiáng)的抑菌作用。這兩種“狡猾”的病菌容易在患者手術(shù)后引發(fā)感染，而且具備一定的抗藥性。然而，它們遇到多肽分子凝血?jiǎng)┚碗y以存活。相關(guān)動(dòng)物試驗(yàn)表明，多肽分子凝血?jiǎng)┠軌蝻@著抑制鮑曼不動(dòng)桿菌和綠膿桿菌在動(dòng)物體內(nèi)的擴(kuò)散，防止它們引起感染和炎癥。多肽分子不是天然的，而是利用基因編輯技術(shù)，將超過(guò)1000種抗菌肽“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”而成，通過(guò)不斷測(cè)試和改進(jìn)，形成具有強(qiáng)抗菌性、高穩(wěn)定性和低毒性的抗菌肽。

開(kāi)發(fā)新型高效凝血?jiǎng)┬枰邆鋬蓚€(gè)條件：一是研發(fā)出有特殊性能的活性肽和蛋白，這需要通過(guò)基因編輯技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn);二是利用相關(guān)動(dòng)物模型和平臺(tái)對(duì)其功能進(jìn)行測(cè)試。其中第一個(gè)條件尤為重要，基因技術(shù)能夠確保活性肽和蛋白相對(duì)于人體來(lái)說(shuō)具有較好的生物相容性，這樣才可以投入臨床使用。

活性肽和人造蛋白是基因技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的第一種實(shí)際應(yīng)用。利用基因編輯技術(shù)，將有更多的活性肽和人造蛋白被醫(yī)療機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)出來(lái)，投入臨床應(yīng)用。例如能夠?qū)垢喾N類(lèi)病菌的抗菌肽，以及具有抗氧化作用的蛋白，等等。

接種疫苗預(yù)防各種癌癥

據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，2020年是癌癥疫苗商業(yè)化的關(guān)鍵一年，如果臨床試驗(yàn)效果能夠達(dá)到預(yù)期，那么就會(huì)有越來(lái)越多的人通過(guò)接種特定的疫苗預(yù)防各種癌癥。

這種預(yù)防性醫(yī)療的原理是：利用基因技術(shù)，通過(guò)各類(lèi)腫瘤獨(dú)特的突變，觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，從而有效阻止各種癌癥的發(fā)生。傳統(tǒng)的化學(xué)療法對(duì)人體內(nèi)的健康細(xì)胞有很大的影響，而且對(duì)腫瘤的治療效果并不總是很理想。與傳統(tǒng)化學(xué)療法不同，癌癥疫苗“激勵(lì)”人體天然的防御系統(tǒng)來(lái)選擇性地破壞腫瘤細(xì)胞，而對(duì)健康細(xì)胞的損害非常有限。

據(jù)《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，癌癥疫苗的研制基礎(chǔ)是尋找人體細(xì)胞中的基因突變，因此，研究人員需要檢測(cè)不同人類(lèi)群體的DNA，其中包括孕婦。英國(guó)科學(xué)家在觀察和研究的過(guò)程中有了意外發(fā)現(xiàn)，從而開(kāi)發(fā)出一種新的檢測(cè)方法：通過(guò)簡(jiǎn)單的驗(yàn)血就能預(yù)測(cè)孕婦是否有過(guò)早分娩的風(fēng)險(xiǎn)。

基因編輯技術(shù)衍生出新醫(yī)療方法

原來(lái)，英國(guó)科學(xué)家在觀察孕婦DNA的同時(shí)，還觀察了RNA——它調(diào)節(jié)基因的分子物質(zhì)，能夠決定基因中產(chǎn)生多少蛋白質(zhì)。通過(guò)對(duì)孕婦血液中自由漂浮的RNA進(jìn)行測(cè)序，可以篩選出與早產(chǎn)有關(guān)的基因波動(dòng)，從而識(shí)別可能過(guò)早分娩的女性。于是，醫(yī)生可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取措施，避免早產(chǎn)，并給予胎兒更好的生存機(jī)會(huì)。

這一基因研究領(lǐng)域的“意外成果”有著龐大的市場(chǎng)應(yīng)用空間——英國(guó)、美國(guó)和日本的醫(yī)療機(jī)構(gòu)都開(kāi)始嘗試用這種新方法預(yù)測(cè)孕婦的早產(chǎn)。

艾滋病實(shí)現(xiàn)“功能性治愈”

據(jù)《新英格蘭醫(yī)學(xué)》雜志報(bào)道，2020年，多個(gè)國(guó)家的醫(yī)療研究團(tuán)隊(duì)將啟動(dòng)通過(guò)基因編輯“功能性治愈”艾滋病的研究項(xiàng)目，這類(lèi)研究的基礎(chǔ)是來(lái)自中國(guó)的一項(xiàng)試驗(yàn)成果。

中國(guó)科學(xué)家將基因編輯技術(shù)應(yīng)用于艾滋病患者，在人體造血干細(xì)胞中消除了艾滋病致病基因，然后將編輯過(guò)的干細(xì)胞移植到HIV（艾滋病病毒）感染者的體內(nèi)，這在世界上尚屬首次。其間，經(jīng)過(guò)基因編輯的造血干細(xì)胞能夠在患者體內(nèi)存活，并從“少數(shù)外來(lái)者”繁衍為“絕對(duì)多數(shù)的原住民”，這是治愈艾滋病的關(guān)鍵。這項(xiàng)試驗(yàn)證明，基因編輯后的造血干細(xì)胞在人體內(nèi)是安全的，能夠存活下來(lái)，而且有可能“在逆境中繁衍”。

利用基因編輯技術(shù)治療艾滋病，一直是基因醫(yī)療研究的一個(gè)重點(diǎn)。此前的研究難點(diǎn)是基因編輯后的干細(xì)胞難以在人體內(nèi)存活，不僅無(wú)法達(dá)到治療效果，還可能令患者的生命受到威脅。新的試驗(yàn)成果給艾滋病患者帶來(lái)了希望，也為臨床治療艾滋病給出了可行的示范。

《新英格蘭醫(yī)學(xué)》雜志指出，利用基因編輯干細(xì)胞治療艾滋病，是基因研究領(lǐng)域難能可貴的進(jìn)步。2019年，應(yīng)用于人體的基因編輯研究被推到風(fēng)口浪尖，“叫停基因編輯臨床試驗(yàn)和應(yīng)用”的呼聲此起彼伏。各國(guó)科研人員在相關(guān)研究中都如履薄冰，不僅要尊重患者的知情權(quán)，還要嚴(yán)守臨床試驗(yàn)的倫理道德底線(xiàn)。

需要指出的是，上述基因編輯技術(shù)的應(yīng)用是以人類(lèi)體細(xì)胞為靶標(biāo)進(jìn)行編輯，以治療患者為唯一目的，而不是以生殖細(xì)胞為編輯目標(biāo)，也不以所謂“優(yōu)化生殖”為目的，因此在倫理道德和法律層面都沒(méi)有問(wèn)題。

動(dòng)物體內(nèi)培育人體器官

人類(lèi)胚胎的一部分有可能在動(dòng)物的身體中生長(zhǎng)，這項(xiàng)研究已經(jīng)獲得日本政府的許可。在日本東京大學(xué)和美國(guó)斯坦福大學(xué)兩所學(xué)府供職的生物學(xué)家中內(nèi)啟光，計(jì)劃將人類(lèi)干細(xì)胞植入老鼠的胚胎，從而研究以動(dòng)物作為“活工廠(chǎng)”，源源不斷生產(chǎn)出可用于移植的人體器官。

據(jù)英國(guó)《自然》雜志報(bào)道，這是基因技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域最具爭(zhēng)議性的應(yīng)用，相關(guān)研究已經(jīng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性推進(jìn)階段。日本在制度上給予許可的理由是：一方面，糖尿病并發(fā)癥等慢性疾病導(dǎo)致的器官衰竭病例越來(lái)越多;另一方面，器官移植捐贈(zèng)率持續(xù)低下，而且即使有匹配的可移植器官，也容易出現(xiàn)排異反應(yīng)。在這種情況下，器官移植亟待補(bǔ)缺，讓人體器官“借腹繁殖”，不失為一個(gè)可行的方案。

中內(nèi)啟光的研究團(tuán)隊(duì)表示，可以利用基因編輯和基因改造技術(shù)，使在豬體內(nèi)生長(zhǎng)的器官對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)“無(wú)害”，從而在移植后避免人體出現(xiàn)免疫排斥、血液凝塊及其他反應(yīng)。如果這條路走不通，那么他們將嘗試在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的體內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。

《自然》雜志指出，事實(shí)上，跨物種器官移植研究在幾年前就已經(jīng)起步，美國(guó)和英國(guó)的科學(xué)家都曾計(jì)劃將人類(lèi)干細(xì)胞植入豬的體內(nèi)，培育肺臟和腎臟。但經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，這項(xiàng)試驗(yàn)可能遠(yuǎn)沒(méi)有想象得那么容易，人體細(xì)胞與豬的細(xì)胞之間的互動(dòng)性可能很差，而且存在發(fā)生排異反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在日本之前，沒(méi)有任何國(guó)家將這項(xiàng)試驗(yàn)付諸實(shí)施。

編輯：姚志剛 winter-yao@163.com