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基因疗法:改良HIV为患者导入健康基因

2014/12/12 来源:新浪科技
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导读
基因疗法似乎已走出了冰封状态,开始接受广泛的测验,甚至开始被人们付诸采用。近年来的研究主要着眼于罕见的基因疾病,这对于那些饱受其苦的病人来说,无疑是一大福音。而对于大多数人来说,基因疗法也需要接受进一步改进,从而用于修复与癌症相关的基因,从而治疗癌症。


新浪科技讯 北京时间12月12日消息 据国外媒体报道,所谓基因疗法,就是利用正常基因填补或替代基因疾病中某些病变或缺失的基因的治疗方法。近年来,英国牛津和美国费城的一些研究人员宣布,他们对因患有罕见基因疾病而影响视力的病人们进行了治疗,成功使他们的视力获得改善。意大利的科学家们也宣布,他们使患有另外两种基因疾病的病人病情得到了减轻。这些研究结果,以及Web of Science网站上记录的引文统计,都着眼于基因疗法中的一个类别——而它从诞生伊始,就可谓是备受阻挠。

1980年,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一名研究人员马丁·J·克莱因(Martin J. Cline)受到了美国研究机构的谴责,因为他试图使用基因疗法治疗地中海贫血(thalassemia),这在当时看来是一种违背道德的行为。克莱因原本获准在该疗法中使用两种各自独立的基因,然而在进行实验时,他采用的却是两种与同一质粒载体相连的基因。也就是说,他成了首次将重组DNA应用于人体的人。然而,这种疗法却并未起到什么作用,随之而来的舆论骚动也使得他没能对失败的原因进行深究。九十年代初期,在获得完全批准的情况下,人们又做了一些尝试,用同样的方法治疗儿童严重联合免疫综合征(severe combined immunodeficiency in children),其中一项治疗就是由上文中提到的意大利研究组展开的。接着,在1999年,一名病人在试验中死于一系列不良反应。这一事件引起了公众的质疑,其它试验中一些普遍存在的问题也随即被揭露出来。于是,科学家和相关机构又一次受到了人们的谴责,并被施以罚款。

然而,研究人员并未因此感到灰心丧气,而是将研究继续进行了下去。他们近年来取得的成就也说明,要在基因疗法上取得突破和进展,需要花费很长时间,且必须在人体身上进行试验。这一领域的最新一项进展也许归功于由宾夕法尼亚大学的阿尔伯特·麦奎尔(Albert Maguire)和简·贝内特(Jean Bennett)二人,他们带领了一支团队,并将研究成果于2009年发布在《柳叶刀》杂志上(详情请见论文3。本文所提到论文均附在文中表格内,按引用次数排序)。他们的团队对12名病人进行了治疗,病人年龄从8岁到44岁不等,均患有莱伯先天性黑朦(Leber's congenital amaurosis)。该疾病由一种名为RPE65的基因缺陷引起,导致病人视网膜变性和失明。麦奎尔和贝内特将一种腺病毒注射进病人眼中,里面含有完好的RPE65基因。结果,所有病人的视力都得到了改善,且年龄为8岁的病人视力恢复得最好,几乎达到了正常人的视力水平。

他们的团队是如何做到这一点的呢?1989年,几位瑞典研究人员在一篇论文中指出,一种名为布雷猎犬的狗也会患有相似的病症,从而影响它们对光线的敏感度。(详情见论文6)。十年之后,他们又发布了一篇论文,详细地描述了RPE65的基因突变,在此之前,人们一直将其视为一种基因缺陷(详情见论文4)。2007年,在成功证明基因疗法能够有效治疗动物的基因疾病之后,一支法国研究团队对改良后的病毒基因传递系统进行了测试,该系统特用来对那些有缺陷的RPE65基因的替代品进行评估。他们将改良后的病毒注射到患病的布雷猎犬眼中,那些年龄较小的猎犬视力都得到了显著提高(详情见论文5)。而麦奎尔和贝内特的研究成果显示,在治疗人类莱伯先天性黑朦时,相似的疗法同样安全和有效(详情见论文2)。他们第二年的研究更是对另一点也进行了证实,即患者年龄越小,治疗的效果越显著。

改良后的逆转录病毒

牛津大学教授罗伯特·麦克拉伦(Robert MacLaren)于今年一月也宣布了与麦奎尔和贝内特相似的研究成果,他使用了一种对人体无害的、携带健康基因的病毒,将其注入病人体内,以此治疗另一种先天性视网膜疾病:遗传性原发性脉络膜变性(choroideremia)(详情见论文9)。而在米兰的圣拉菲尔募捐基因治疗研究所(San Raffaele Telethon),意大利的研究人员使用的则是由人体免疫缺陷病毒(HIV)改良的病毒。他们之所以采用HIV这样的逆转录病毒,是因为这些病毒会在感染时将自己的遗传信息添加到人体细胞的DNA中去。要想用健康的基因替换掉缺陷基因,这种逆转录病毒将是极为理想的“信使”。

1996年,这支由里奇·纳尔第尼教授带领的意大利团队发布报告称,这些“改邪归正”的HIV病毒成功将健康基因导入了人类和动物细胞系,这篇论文后来被多次引用(见论文1)。截止到2013年8月,这一方法已有效地治疗了数名患有易染性脑白质病变(metachromatic leukodystrophy)的病人(详情见论文8),和数名患有维斯科特-奥尔德里奇综合征(Wiskott-Aldrich syndrome)的病人(详情见论文7)。这都是极其罕见的病症。其中,易染性脑白质病变由芳基硫酸酯酶A的缺乏所引起,导致脂肪髓鞘退化,从而阻碍了神经发育。维斯科特-奥尔德里奇综合征则是一种人体免疫系统和凝血系统疾病,通常来说是致命的。

在治疗这两种疾病的过程中,这支来自意大利的团队使用了造血干细胞移植。也就是说,他们从病人的骨髓中抽取造血干细胞,接着将这些干细胞和包含健康基因的慢病毒放在一起培养,再将其注射回病人体内。这些干细胞经过复制和分化,由骨髓内部扩散到人体各部分,从而逐渐减轻上述两种病症。第一批接受治疗的病人分为两组,每组三人,该团队最近发表的研究结论还处于初级阶段。“对于易染性脑白质病变的预期发作年龄而言,参与试验的三名病人年龄已经超出了7个月至21个月,但均未显现出发作或恶化迹象”。而在维斯科特-奥尔德里奇综合征的治疗中,“三名病人……都显示出血小板数量增加,免疫功能改善,医学评分上升。”在采用基因疗法治疗过程中,两组病人在已知会引起癌症的基因方面都没有任何变化,而这此前正是公众对引入“信使”这一工具产生的担忧之一。

看上去,基因疗法似乎已走出了冰封状态,开始接受广泛的测验,甚至开始被人们付诸采用。近年来的研究主要着眼于罕见的基因疾病,这对于那些饱受其苦的病人来说,无疑是一大福音。而对于大多数人来说,基因疗法也需要接受进一步改进,从而用于修复与癌症相关的基因,从而治疗癌症。使用基因疗法治疗癌症的研究已开展多年,却依然处于混沌之中,如果这种类型的研究能取得成功,必有无数人能从中大大获益。

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