文/歐力

基因治療是指通過修改或操縱基因表達或改變活細(xì)胞的生物學(xué)特性，從而實現(xiàn)治療或治愈疾病目標(biāo)的技術(shù)。

基因治療是指通過修改或操縱基因表達或改變活細(xì)胞的生物學(xué)特性，從而實現(xiàn)治療或治愈疾病目標(biāo)的技術(shù)。主要作用機制涉及以下幾種：用健康的基因拷貝替代致病基因，滅活導(dǎo)致功能不正常的致病基因，將新的或修飾的基因引入體內(nèi)以幫助治療疾病等。目前，基因治療產(chǎn)品正用以治療包括癌癥、遺傳疾病和傳染病在內(nèi)的一系列疾病[1]。

近三年來，各種基因治療進入臨床試驗的消息層出不窮，相關(guān)初創(chuàng)企業(yè)也獲得不菲投資，不斷發(fā)展壯大。特別是在美國鼓勵罕見病藥物研發(fā)的政策環(huán)境下，作為最容易被基因治療技術(shù)攻克的疾病領(lǐng)域之一，大多數(shù)單基因遺傳罕見病基因治療藥物的研發(fā)也取得了重要進展。

基因治療的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀

迄今為止，全球僅有數(shù)款基因治療藥物上市。2015年，歐盟批準(zhǔn)首款基因治療產(chǎn)品為用于治療脂蛋白脂酶缺乏癥的Glybera。2017年底，美國批準(zhǔn)的首款藥品是用于治療急性淋巴性白血病的Kymriah，同年批準(zhǔn)了治療遺傳性眼疾的Luxturna。已上市產(chǎn)品適應(yīng)證及售價如表1所示。

據(jù)2018年5月研究結(jié)果顯示[1]，當(dāng)時已經(jīng)有2600項基因治療的臨床試驗在進行中或者已經(jīng)完成。這些臨床試驗集中在三大類疾病。第一類是單基因遺傳?。ㄈ缪巡?，戈謝氏?。?，第二類是多基因疾?。ㄈ绨┌Y），第三類是傳染?。ㄈ绨滩。?。目前正在開展且備受關(guān)注的疾病如表2所示（癌癥相關(guān)研究多達數(shù)百項，在此不再贅述）。

表1 已上市基因治療產(chǎn)品的適應(yīng)癥及售價

表2 當(dāng)前正在開展且備受關(guān)注的基因治療臨床研究

圖1 基因治療產(chǎn)品分類[1]

可以說，基因治療的臨床應(yīng)用前景廣闊，未來將會有越來越多的臨床試驗開展并進入臨床應(yīng)用。

基因治療的作用機制

基因治療產(chǎn)品包括以下幾種：①質(zhì)粒DNA，可以對環(huán)狀DNA分子進行基因工程修改，將治療基因攜帶到人體細(xì)胞中。②病毒載體，病毒具有將遺傳物質(zhì)傳遞到細(xì)胞中的天然能力，因此一些基因治療產(chǎn)物來自病毒。一旦病毒被修飾以消除其引起傳染病的能力，這些經(jīng)修飾的病毒可用作載體將治療基因攜帶到人體細(xì)胞中。③細(xì)菌載體，細(xì)菌可以被修飾以防止它們引起傳染病，然后用作載體將治療基因攜帶到人體組織中。④人類基因編輯技術(shù)，基因編輯的目標(biāo)是破壞有害基因或修復(fù)突變基因。⑤源自患者的細(xì)胞基因治療產(chǎn)品，從患者體內(nèi)取出細(xì)胞，進行遺傳修飾（通常使用病毒載體），然后返回患者體內(nèi)。

按照基因改變發(fā)生的時機，通常分為兩大類（圖1）：體外（ex vivo）和體內(nèi)（in vivo）。體外是通過修復(fù)體外培養(yǎng)細(xì)胞的基因，再將修復(fù)后的細(xì)胞輸入到人體，而體內(nèi)則是直接將能夠改變基因的物質(zhì)通過載體輸入到人體。

由于病毒能夠高效地進入細(xì)胞，目前多數(shù)基因療法使用改造后的病毒作為載體。在過去幾十年的研究中，科學(xué)家使用過不同的改造病毒載體。早期的有逆轉(zhuǎn)錄病毒（retrovirus）和慢病毒 （lentivirus），這兩種病毒可以將正確基因插入到人體細(xì)胞的DNA中。但由于這種插入隨機性較大，如果插入其他正?；蛑袝?dǎo)致該基因失活甚至癌癥。早期的基因治療臨床試驗中有幾名患者因此患上了白血病[2]。隨后，科學(xué)家又研發(fā)了腺病毒（adenovirus）載體。腺病毒載體不會將基因插入到人體細(xì)胞的DNA中，而是會通過載體自己的方式在人體細(xì)胞中表達其攜帶的正確基因，因此較為安全。但是，腺病毒會引起較強的免疫反應(yīng)。1999年一名患者因此在臨床試驗中去世[3]，這也是基因治療技術(shù)的發(fā)展一度陷入冰點。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新一代病毒載體-腺病毒相關(guān)病毒（AAV），又給基因療法帶來了希望。AAV通常不會將基因片段插入到人體細(xì)胞的DNA中，而且引起的免疫反應(yīng)也比較低。因此，AAV是當(dāng)前基因治療使用的主要載體（表3）。

表3 基因載體對比

目前，基因編輯是基因治療中研究熱度最高、應(yīng)用前景最為廣闊的技術(shù)。該技術(shù)利用基因編輯工具CRISPR或者鋅指核酸酶（ZFN）[4-5]，定點將修復(fù)基因插入到細(xì)胞的DNA中。這一技術(shù)的優(yōu)勢在于既避免了隨機插入基因帶來的風(fēng)險，又能通過修復(fù)或者插入保證治療效果的持續(xù)性。

遺民志士深居“土室”，隱遁避世，以明不仕新朝，其意固堅，其與外界之交接自然不多，但作為社會人，正常的交接也不能完全避免。對易代之際的遺民來說，這無疑又是一個巨大的考驗，因為身處特殊的歷史場域，就一定意義上來看，他們與外界的“交接”“應(yīng)酬”無不能成為評判其道德心性的重要標(biāo)尺。因為，“交接即在平世，也被認(rèn)為節(jié)操有關(guān)。當(dāng)明清易代之際，其嚴(yán)重性不能不百倍地放大了”［13］317。

需要說明的是，基因療法不需要把所有細(xì)胞修改。很多疾病只需要讓一部分細(xì)胞表達正確蛋白即可。以酶缺乏導(dǎo)致的溶酶體病為例，這些酶通常會被細(xì)胞分泌到細(xì)胞外，如果有一部分細(xì)胞高效表達酶，這些細(xì)胞會分泌出大量的酶到細(xì)胞外，進入血液，再通過血液循環(huán)輸送到全身其他細(xì)胞從而起到治療效果。在局部給藥領(lǐng)域，基因療法也展示出了廣闊的應(yīng)用前景，如FDA批準(zhǔn)用于治療遺傳性眼疾的基因治療藥物L(fēng)uxturna，只需要眼睛的部分細(xì)胞可以表達原本缺乏的酶（由AAV載體引入）即可。

基因治療臨床應(yīng)用的展望

目前，有患者寄望于利用基因治療來治愈疾病，甚至在不了解風(fēng)險的情況下貿(mào)然參與相關(guān)臨床研究，在當(dāng)前基因治療相關(guān)臨床研究很少獲得監(jiān)管部門許可的情況下，患者要承擔(dān)巨大的風(fēng)險。因此，讓患者了解基因治療在當(dāng)前臨床應(yīng)用的真實效果和持續(xù)時間，對患者很有必要，同時監(jiān)管部門也應(yīng)及時提示相關(guān)產(chǎn)品的治療風(fēng)險。

基因療法不需要把所有細(xì)胞修改。很多疾病只需要讓一部分細(xì)胞表達正確蛋白即可。

在治療效果方面，疾病已經(jīng)造成的損傷很難逆轉(zhuǎn)。學(xué)術(shù)界有人在研究宮內(nèi)基因治療（in utero gene therapy）[6]，也就是從胎兒階段就進行基因治療，從而避免難以逆轉(zhuǎn)的損傷?；颊邔χ斡钠诖鶗蠡貜?fù)到與常人一樣，這種改變難度極大。盡管目前來看，基因治療的確比常規(guī)療法有一些優(yōu)勢，但離絕對的治愈還有較遠(yuǎn)的距離。

在持續(xù)時間方面，目前基因治療多數(shù)采用AAV載體在體內(nèi)表達正確的基因，通過產(chǎn)生正確的蛋白發(fā)揮療效，并非真正意義上的基因編輯。對前者而言，隨著細(xì)胞的分裂和免疫系統(tǒng)的運作，AAV會逐漸在體內(nèi)消失，因此這種基因療法的持久性是很大一個問題，理論上并不能療效持續(xù)終身[7]。實際上，很多實驗室在研究如何進行AAV多次注射。

而基因編輯是將正確基因片段插入到細(xì)胞的DNA中或者在原位置修復(fù)基因突變。這種方法的優(yōu)勢在于被修改后的基因會隨著細(xì)胞分裂而復(fù)制，從而長久保存下去。理論上基因編輯的療效可以持續(xù)終身，但這一點還需要臨床試驗來驗證。

對于監(jiān)管部門而言，F(xiàn)DA如實提示患者：基因治療產(chǎn)品由FDA的生物制品評估和研究中心（CBER）監(jiān)管。所有基因治療項目在人體中的臨床研究在美國啟動之前都需要提交研究性新藥申請（IND），并且銷售此類產(chǎn)品前需要提交和批準(zhǔn)生物制劑許可申請（BLA）。FDA提示消費者，目前市面上已經(jīng)存在用于自我管理的基因治療產(chǎn)品和“自己”的試劑盒，但出售這些產(chǎn)品是違法的，患者需要確保正在考慮參與的任何基因治療已經(jīng)獲得FDA批準(zhǔn)，或者正在接受適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管監(jiān)督。

在治療風(fēng)險方面，致癌風(fēng)險、免疫反應(yīng)、基因編輯的脫靶效應(yīng)和生殖細(xì)胞DNA被改變，這些風(fēng)險需要各利益相關(guān)方的密切注意。

1.致癌風(fēng)險

基因治療的病毒載體有可能插入并激活人體的原癌基因，從而導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。2003年，在一項針對嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺乏癥（SCID）的基因治療臨床試驗中，2名受試者在注射藥物后患上了白血病。試驗中使用的是逆轉(zhuǎn)錄病毒，該病毒會將DNA片段隨即插入到人體細(xì)胞中，如果剛好激活了原癌基因，便會導(dǎo)致癌癥。目前，基因治療的動物實驗中一個重要檢測指標(biāo)即為藥物的致癌風(fēng)險。

2.免疫反應(yīng)

基因治療使用的病毒載體和表達的外源基因都有可能引起免疫反應(yīng)。1999年在一項賓夕法尼亞大學(xué)開展的針對鳥胺酸氨甲基轉(zhuǎn)移酶缺乏癥的基因治療臨床試 驗 中，Jesse Gelsinger死于對基因治療藥物的強免疫反應(yīng)。在注射腺病毒載體4天之后，Jesse死于免疫反應(yīng)導(dǎo)致的器官衰竭和腦死亡。新一代的基因治療使用的是腺病毒相關(guān)病毒（AAV），免疫原性和安全隱患大幅度降低。不過由于人在生活中經(jīng)常接觸到AAV，多數(shù)人已經(jīng)有針對AAV的抗體存在，因此在臨床試驗時會首先檢測對AAV的免疫反應(yīng)以確保安全性。

圖2 Jesse Gelsinger

3.基因編輯的脫靶效應(yīng)

目前基因治療中涌現(xiàn)出一個新的大類，基因編輯。目前主要有兩種基因編輯工具在臨床試驗階 段：ZFN和CRISPR?；?因編輯在基因治療領(lǐng)域的應(yīng)用主要是原位修復(fù)基因突變，或者于安全 港 灣（Safe Harbor）插 入 正確基因。但一個重要的問題是脫靶效應(yīng)，也就是基因編輯工具在其他位置進行編輯造成一些不必要的DNA修改。如果激活了原癌基因會導(dǎo)致癌癥，如果改變了其他重要基因的正常運作也會導(dǎo)致很嚴(yán)重的問題?，F(xiàn)在的基因編輯的動物實驗一個重要的安全指標(biāo)就是通過深度測序（deep sequencing）檢測脫靶效應(yīng)。

脫靶效應(yīng)可以理解為，基因編輯工具通過識別某些特殊的DNA序列從而在指定的位置進行修復(fù)，但是人類的基因組這么大，從概率學(xué)上，同樣或者類似的DNA序列完全可能出現(xiàn)在其他基因處。

4.生殖細(xì)胞DNA被改變

學(xué)術(shù)上稱為生殖遺傳（germline transmission），主 要指基因治療的載體將DNA片段插入到生殖細(xì)胞的DNA中，而這會導(dǎo)致產(chǎn)生的精子或者卵細(xì)胞攜帶同樣的插入片段[8]。這也將直接影響到下一代的DNA。即使這些插入片段對人體沒有任何影響，在倫理學(xué)上也是一大疑問。在基因治療的研究中通常會重點測試該藥物對生殖細(xì)胞DNA的影響。但相對前面三點，這一點的重要性相對低一些。

基因治療的價格

基因治療以其光明的前景吸引了全世界科學(xué)家和患者的關(guān)注，國內(nèi)患者也期待該項技術(shù)能夠早日落地中國，但其高昂的定價令人望而卻步。

圖3 基因治療費用與患者人數(shù)的關(guān)系（每年）

數(shù)據(jù)顯示，基因治療的價格普遍較高（約100萬美元），甚至有的藥企計劃要價400到500萬美元[9]。由于藥物研發(fā)的成本相對固定，患者人群的數(shù)量通常會決定分擔(dān)成本的多少（圖3）。例如開發(fā)一種常見病的藥物支出是1億美元，一種罕見病藥物的支出是5000萬美元。常見病的患者有10萬人，那每位1000元即可收回成本。而罕見病患者可能只有100人，那每位要50萬元才能收回成本。

上述價格為基因治療產(chǎn)品在歐美國家醫(yī)保報銷體系下的定價。如在美國，粘多糖癥的基因治療藥物預(yù)計售價為100萬美元，支持該價格的關(guān)鍵在于基因治療可以取代現(xiàn)有的干細(xì)胞移植，而干細(xì)胞移植的價格是100萬美元，所以基因治療藥物自然可以有相近的價格。照此邏輯，以中國的人口基數(shù)及發(fā)病率計算，該藥物定價可為數(shù)十萬元，但這很可能使藥企無法收回成本。因此，現(xiàn)在很難預(yù)測基因治療在中國的定價，影響價格的素有很多（如醫(yī)保，患者人數(shù)和藥企成本等）。