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未來百年世界大構想:基因療法照進現實

2013-12-05 08:13:32里奇·路易斯
科技致富向導 2013年22期
關鍵詞:逆轉錄肌萎縮脊髓

里奇·路易斯

時間:2063年。

你走進一家診所,護士從你身上取了點兒唾液、血液或胎兒細胞(prenatalcell)作樣品,然后放入一枚微芯片中進行檢測。微芯片只有這頁紙上的一個字那么大,被裝在一部手持設備上。微芯片發(fā)出的各色熒光表示,在你的DNA里,存在著一些基因序列,它們會導致,或者影響某些單基因疾病——這樣的疾病有1200多種。幸運的是,監(jiān)管部門已經批準了一種療法,用來對付所有這些疾病——它就是基因療法。

基因療法的具體機制是,利用一種病毒天生就有的“生物機器”,將健康的基因載入細胞核內,替換掉導致疾病的突變基因。這種想法其實早已有之,1953年DNA雙螺旋結構被發(fā)現后不久,就有科學家提出了這種設想。只是,在通往最終目標的道路上,卻布滿了荊棘。初期的一些嘗試最多只能算偶有成功,更多的是失敗。1999年,一位18歲的年輕病人在接受基因療法時死亡:這位病人患有一種代謝疾病,而這種疾病又引發(fā)了一種致命的免疫反應;當科學家利用一種病毒,實施基因療法時,結果這種病毒卻在病人肝臟的免疫細胞中引發(fā)了一種免疫反應。也是在1999年,兩個嬰兒接受了以逆轉錄病毒為載體的基因療法,用以治療一種遺傳性免疫缺陷,結果逆轉錄病毒攜帶的基因最后變成了致癌基因,使這兩個嬰兒患上了白血病。

這些挫折讓基因療法陷入困境,科學家也為應該以何種病毒為載體,才能安全地把治療性基因轉入細胞而爭論不休。

一個艱難的開頭之后,基因療法觸底反彈,實現了里程碑式的突破。2012年,歐盟委員會批準了首個基因療法,用于治療脂蛋白酯酶缺乏癥(患有這種疾病的人通常無法消化脂肪)。

兩年后的2014年,美國食品及藥品管理局(FDA)接連批準了3種基因療法,分別用于治療遺傳性失明(利伯氏先天性黑內障,leberscongenitalamaurosis)、一種免疫缺陷(腺苷脫胺酸缺乏癥,adenosinedeaminasedeficiency)、一種影響腦部健康的遺傳疾病(腎上腺腦白質營養(yǎng)不良,adrenoleukodystrophy)。這些疾病盡管罕見,但相對容易鎖定藥物作用目標。

這些藥物得到上市批準,肯定了腺相關病毒(adeno-associatedvirus,AAV)是可以作為基因載體的。實際上,大部分人的細胞都攜帶有這類病毒,這就意味著,我們的免疫系統(tǒng)可以容忍它們,對它們“視而不見”。相反,盡管逆轉錄病毒經過改造,會在人體內“自殺”,但仍會導致癌癥,就像1999年那兩個嬰兒的遭遇一樣。至于慢病毒,雖然曾經獲得過FDA的批準,但并未得到廣泛使用,因為病人不愿意醫(yī)生給自己注射HIV(HIV是慢病毒的一種),盡管這些HIV已經去除了導致艾滋病的基因。

2016年,針對B型血友病的基因療法的問世,證明了這種技術的經濟價值:基因療法是一次性的,僅需30000美元,而傳統(tǒng)療法,也就是注射凝血因子,是終身性的,多年下來的總花費最終可能高達兩千萬美元。

我們能夠控制人體對病毒載體的免疫反應,就意味著最大的技術障礙已經克服:注射到病人體內的“藥物包”不僅能提供替代基因,也能在一定程度上促進人體對癌細胞和病原體感染的免疫反應,還能減弱人體對病毒載體的某些排斥反應。

現在,基因療法的大門終于敞開了:由于視網膜是與免疫系統(tǒng)隔開的,因此針對100多種失明癥狀的基因療法首先進入臨床;2019年,10多名患有極為罕見的巨軸索神經?。╣iantaxonalneuropathy)的兒童成為“先驅者”,接受了針對脊髓的基因療法;接下來是脊髓損傷、肌萎縮性脊髓側索硬化癥(俗稱漸凍癥)和脊髓性肌萎縮,紛紛為基因療法所攻克。另外,通過靜脈注射,攜帶著治療性基因的腺相關病毒可以穿越血腦屏障,阻止帕金森病等腦部疾病的發(fā)生,治療此類疾病再也不用像21世紀初那樣,要在頭部“打洞”了。

隨著時間流逝,科學家會逐漸認識到,對于有些疾病,最好的治療方法不一定是替換基因。就拿囊性纖維化(cysticfibrosis)來說,利用藥物,清理一些結構有誤的蛋白可能更好一些,因為在肺部和呼吸道中,根本沒有可以接受基因治療的細胞。還有杜氏肌萎縮(duchennemusculardystrophy),在小孩的身體中,重新激活“沉默”的基因,要比向每個肌肉細胞傳送治療性基因更容易一些。

基因療法的不斷成功,只會給這類技術開拓更大的施展空間。到21世紀中期,新的療法將不止針對罕見的單基因疾病,還可治療更常見的、與遺傳和環(huán)境因素都有關的疾病,比如精神疾病、糖尿病以及大部分心臟病。

到2060年,人類在基因測試(結合遺傳干預),預測未來健康風險上,將達到前所有為的準確度,產生極大的社會意義。當疾病還在萌芽階段就可以把它們消滅時,人類在醫(yī)療上的支出將會銳減,很多人都會健康而長壽。

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