基因治疗20年_毛建平参考论文一

输送回体内。接受治疗后，其机体产生 ADA 的能力有 所提高。
安德森 博 士 因 此 被 誉 为 世 界“基 因 治 疗 之 父 ”，接 受治疗的患者健康状况一直良好 （ 如图 1 ） 。1989 至 2004 年全球开展了 900 多例临床基因治疗，至今为止 已有 2000 多例，表 1 归纳了基因治疗的发展［4］。
续表 1
时间
2009
2009-10-24 2009-10 2009-10 2009-11
治疗对象
2人
12 人 6人 猴 2人
治疗方案
慢病毒载体将一个具有功能的 ALD 基因 拷贝导入到这些细胞之中以纠正其基因上 的缺陷，治疗 X-连锁性肾上腺脑白质营养 不良症（ ALD）
莱贝尔先天黑内障 帕金森氏病人转入 3 个基因提高多巴胺分 泌 “探色”蛋 白 质 基 因 注 入 先 天 红 绿 色 盲 猴 眼内 肾上腺脑白质营 养 不 良，慢 病 毒 载 体 导 入 正常基因
美国
中国
［5］
意大利米兰［6］ 美国 NCI 美国［7］ 美国德州大学 英国 英国［8］
眼视力疾病
改善了先天失明患者 Steven Howarth 的视力 英国
重度联合免疫缺陷病
8 人长期跟踪多年后痊愈。“基因治疗实 现了愿望”
126
中国生物工程杂志 China Biotechnology
Vol． 30 No． 9 2010
2008-4-28 2009-2
表 1 基因治疗历史事件
治疗对象 1人 小鼠 4人
豚鼠 2人 小鼠 5人 小鼠 狗 1 人（ 23 岁） 1 人（ 18 岁） 10 人
治疗方案 ADA 基因直接注射 造血干细胞 镰刀型细胞
25 纳米的脂质分子，携带治疗性 DNA 通 过核膜
治疗疾病 腺苷脱氨酶 （ ADA） 缺乏而患重 度 联 合免 疫缺损和免疫系统功能低下 同上
从基因转导治疗中获得改善，但其中 4 名患者最终患 和下调两个思路，有 DNA 和 mRNA 两个水平［9］，产生
上了 T 细胞性白血病。有 3 例是由于研究人员将病毒 的技术如表 2。
表 2 基因治疗策略总揽
两个思路
基因治疗技术
上调 低表达基因
下调 高表达基因
基因置换 （ gene replacement） 基因矫正 （ gene correction） 基因增补 （ gene augmentation） 免疫基因治疗 （ immune adjustment） 自杀基因治疗 （ new gene interference） 基因失活 （ gene inactivation）
1983 年，德克萨斯州休斯敦市 Baylor 医学院的研
2010，30（ 9）
毛建平： 基因治疗 20 年
125
究人员提 出 采 用 基 因 疗 法 治 疗 莱 施-奈 恩 二 氏 综 合 症 （ Lesch-Nyhan，次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶的遗 传缺陷 HGPRT 完全缺失） ，将编码酶的正常基因注射 到细胞中，基因复制后把细胞回注到 Lesch-Nyhan 综合 症患者体内，这 些 细 胞 可 以 纠 正 这 些 患 者 体 内 存 在 的 遗传缺陷，从而治愈疾病。得益于 DNA 重组技术的发 展，短短 30 年 第 一 例 转 入 基 因 治 疗 就 已 经 运 用［3］。 Rosenberg 等运用逆转录病毒将新霉素抗性基因转入来 自 5 个患者的转移淋巴瘤细胞，体外培养增殖以后回 输到相应患 者，表 明 安 全 可 行。 并 引 发 了 相 关 研 究 深 入进行。
治疗疾病
2 年后 ALD 蛋白仍可在病人血细胞中查 到。神经学症状 得 到 了 改 善，而 该 治 疗 对 疾病的缓解与骨髓移植疗法效果相似 4 人重新获得视力，无需辅助器材
效果很好
看到红色和绿色 成功终止了致命性的脑病（ X 连锁肾上腺 脑白质营养不良）
国家
德国
美国 法国 美国 法国
基因疗法在 2009 年取的了杰出成绩，Science 杂志 载体整合入 LMO2 基因或该基因的邻近片段意外激活
于一体的新型载体系统是当今及未来的研究方向。
基因输 入 人 体 引 发 免 疫 反 应，以 及 可 能 与 其 他 原
基因治疗在临床应用中曾出现过问题，导致公众 有基因或细胞相互作用仍是需要关注的问题。目前从
质疑，被中止临床应用。美国亚利桑那州在对严重联 延长患者生命，被社会接受程度等来衡量对症治疗的
儿童严重联合免疫缺陷病（ sever combined immunodeficiency，X-SCID）
国家 美国，NIH 意大利，米兰
法国
新型基因疗法修复缺陷基因 mRNA
治疗地中海贫血症、囊性纤维症及部分癌症
RNA 干扰 聚乙二醇（ PEG） 包被的脂质体将基因送入 脑部跨越血-脑屏障 重组人 P53 腺病毒注射液“今又生”，第一 个获得国家批准的基因治疗抗癌药物上市 应用 腺病毒为载体将Fra Baidu bibliotekAtoh1 基因导入耳蜗的毛 细胞 治愈骨髓系统疾 病，如 急 性 髓 细 胞 性 白 血 病（ acute myeloid leukemia，AML） 注射免疫细胞 microRNA 调节
进入 21 世纪以来，人类与基因的关系越来越 密 切，基因一词出现的频率越来越高，人们对基因一词越 来越熟悉，基因也越来越受到人们的追捧。
从 1989 年发现疾病相关基因———癌基因，到 2006 年实现技术上基因干扰以及 2007 年基因靶向技术，凸 显了人类疾病中对疾病基因干预治疗在生物医学领域 和临床研究应用的重大意义。2009 年 Science 杂志公 布的年度十大科学进展中，基因治疗位列其中，其在遗 传病治疗中具备的巨大潜力得到了肯定［1］。基因治疗 已经成为当代生命科学中最有前景的研究方向之一。
治疗头颈癌，肺癌
恢复 80% 听力
骨髓异常 抑制免疫系统排斥导入的治疗基因 晚期转移性黑素瘤细胞治疗癌症 治疗 HIV，4 人 CD4 阳性 T 细胞升高，5 人 对 HIV 抗原和其他病原免疫升高 肺部肿瘤缩小 恢复了一群先天失明的小狗的视力 重组腺病毒（ AAV） 携带 RPE65 基因，治疗 后视力改善，且未见副作用。
1901 年设立诺贝尔奖以来，在生理学和医学奖中 涉及基因的科学发现有： 1946 年 X 射线与基因突变， 1958 年基因控制生化反应，1983 年发现跳跃基因，1989 年发现原癌基因，1993 年发现断裂基因，2002 年细胞死 亡与基因调节，2006 年发现 RNA 干扰（ RNAi） 控制基 因信息流机制，2007 年对基因的靶向技术，2009 年发现 端粒与端粒酶从基因角度诠释了衰老癌变的内因。
1970 年 Friedmann 和 Roblin 在《约克时报》首次提 到基因治疗，1972 年他们在 Science 提出人类遗传疾病 的基因治疗（ Gene therapy） 概念，他们引用了 Rogers S 关于来自外源的“好的”基因替换遗传病人缺陷基因的 假说［2］。
1977 年 Paterson 等 首 先 在 无 细 胞 体 系 中 用 单 链 DNA 与 基 因 RNA 互 补 结 合 抑 制 基 因 转 录，随 后 Zamecnik 和 Stephenson 使用 13 个核苷酸的单链 DNA 反义抑制肉瘤病毒 Rous sarcoma virus 的复制，开创了 干预和抑制基因表达的基因核酸药物研究方向［3］。
法研究领域 的 死 刑。 从 此 以 后，基 因 疗 法 研 究 在 美 国 再也没有繁 荣 起 来，但 是 在 英 国 和 法 国 等 国 家 依 旧 照
3 基因治疗的策略与技术
常开展。2002 年法国 8 名 SCID-X1 患者受试者的病情
基因治 疗 旨 在 基 因 水 平 的 改 变，方 法 上 包 括 上 调
合免疫缺陷病患者进行基因疗法临床试验当中，发生 疗效和成功率仍然较低。另外大多需要终生治疗，输
了严重的 免 疫 反 应，导 致 有 遗 传 性 肝 病 的 患 者 Jesse 血过程中存在感染 AIDS 或发生其它感染的风险，反复
Gelsinger 于 1999 年死亡，这起事故宣判了整个基因疗 输血会带来高铁体质等副作用，以及治疗费用较高。
图 1 首例基因治疗（ 引自参考文献［4］，源于 Science）
时间 1990-9-14 1992 2002-3-18 2002-10-3 2002-5-12 2002-10-11 2003-3-13 2003-3-20
2003-9
2005-1-11 2006-3-31 2006-5 2006-8-30 2006-11 2007-1-11 2007-5-1
重组 T 淋巴细胞 慢病毒载体导入 HIV 外膜基因反义核酸 VRX496 脂质纳米微粒（ lipid-based nanoparticles） 作 为药物载体运送两个肿瘤抑制基因
遗传性视网膜利伯先天性黑朦病（ Leber’s congenital amaurosis，LCA）
亨廷顿舞蹈症 治疗帕金森病
收稿日期： 2010-09-05 修回日期： 2010-09-12 * 国 家 科 技 重 大 专 项 （ 2008ZXJ09001-014 ） 、国 家 自 然 基 金 （ 81072565） 资助项目 ＊＊电子信箱： maojp99@ yahoo． com
1 基因治疗的起源和历史
基因治 疗，是 通 过 基 因 水 平 的 改 变 来 治 疗 疾 病 的 方法。传统上指 插 入 一 段 功 能 基 因 纠 正 细 胞 错 误 功 能。基因治疗思路最早见于 1963 年 Joshua Lederberg 的描述： “我们可以参与…改变染色体和片段，最大限 度运用分子生物学方法可以直接控制人染色体核酸序 列，与识别、选 择 和 所 需 基 因 的 整 合，… 只 是 一 个 时 间 问题… 多 核 苷 酸 序 列 可 以 用 化 学 方 法 加 载 于 病 毒 DNA”［2］。
檪檪殏
中国生物工程杂志 China Biotechnology，2010，30（ 9） ： 124-129
檪檪檪檪檪檪檪檪殏
专
稿
檪檪殏
檪檪檪檪檪檪檪檪殏
基因治疗 20 年*
毛建平＊＊
（ 军事医学科学院放射与辐射医学研究所 北京 100850）
摘要 1990 年 9 月 14 日美国 NIH 临床中心首次采用基因治疗成功治愈腺苷脱氨酶（ ADA） 基因 缺陷而患重度联合免疫缺损和免疫系统功能低下疾患，至今已整整 20 年。其发展迅速，从单纯的 重组技术导入基因 DNA 发展到了涵盖 DNA 和 RNA 两个干预水平，和基因上调（ 如基因增补、矫 正、置换等） 及下调（ 基因失活） 的两大策略。近年来的进展使得基因治疗登入 Science 杂志 2009 年度十大科学进展。我国在基因治疗领域诞生了第一个上市药物，有 10 多个制剂处于临床前或 临床研究阶段。基因治疗在遗传病治疗中具备巨大潜力，已经成为当代生命科学中最有前景的 研究方向之一。 关键词 基因治疗 DNA RNA 转染 载体 反义技术 中图分类号 Q789
2007 年 7 月美国马里兰州一位 36 岁的患有关节
题是有效性和安全性。主要表现为基因导入系统缺乏 炎的妇女在一项基因疗法临床实验中死亡，从而引发
靶向性，病毒载体的安全性问题，特别是遗传病基因治 了全国上下对所有采用腺相关病毒所进行的临床实验
疗的载体要求更高，因而发展可控性、安全性与有效性 的安全性重新审查。
以及《时代》周刊评选出的十大科学突破和十大科学发 原癌基因 LMO2 导致的。伦敦大学儿童健康研究所对
现都分别把基因疗法纳入其中。
X1 型重症联合免疫缺陷受试者进行逆转录病毒转导的
2 基因治疗出现的问题
自体造血干细胞治疗，10 名受试者中 1 位患上 T 细胞 性白血病。
基因治疗面临许多问题和挑战。其存在的主要问
基因治疗的首次实施在 1990 年的 9 月 14 日，在美 国国立卫生研究院（ NIH） 临床中心，一位 4 岁的小女孩 Ahsanti DeSilva 接受了第一例基因治疗，她因缺少腺苷 脱氨酶（ ADA） 而患重度联合免疫缺损和免疫系统功能 低下。安德森（ W． French Anderson） 等人收集病人的 白细胞，将 ADA 编码基因导入，然后再把白细胞重新