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如果基因编辑应用临床 起啥作用—河南省人民医院医学遗传研究所主任医师 廖世秀

发布日期:2016-08-10字号调整14px浏览次数(5831)
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近日,关于河北科技大学生物科学与工程学院生命科学系副教授韩春雨课题组的基因编辑技术NgAgo-gDNA备受关注,大家有支持也有质疑。然而,科学界普遍承认2013年发现CRISPR/Cas9系统可用来编辑DNA,随着技术的不断发展,基因编辑进入临床治疗疾病将会成为可能。那么如果基因编辑应用临床 起啥作用?

大部分疾病发生与基因关系密切

治疗疾病的方式有很多种,吃药、打针,做手术……为什么要进行基因编辑?要回答这个问题,首先要简单了解基因是什么、它在人体中起到什么作用。我们以最为常见的河流打个比方,看看基因如何遗传、突变和在人体中发挥作用。

基因指携带有遗传信息的DNA序列,它通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息,从而控制生物个体的性状表现。众所周知,人体有23对46条染色体,当精子与卵子结合,子代将从父母那里各继承一半的遗传物质,确保生物的稳定性。这个过程与两条河流的交汇比较相似。古时渭河水清、泾河水浊,交汇处“泾渭分明”,能明确看到来自两条河流的影响。

当交汇后的新河流继续向前,来自泾河、渭河的水纹特征就会逐步变化,有的保留下来,有的会消失,这跟新河流沿岸的生态环境甚至当年气象条件等关系密切。当人体内的受精卵开始分裂、不断发育时,最早两组遗传物质就像泾渭交汇后的河流继续向前奔腾,这个过程中来自父亲、母亲体内的遗传物质不断进行排列组合、同时也会受到周边环境的影响而有所变化。如果上游的河水或新河流遭受污染,水质自然会下降,甚者鱼虾全部死亡。人体的基因在不断遗传的过程中也是如此。如果父亲、母亲携带有致病基因或者某些疾病的易感基因,就有可能遗传给下一代(子代未必一定发病,但患病几率会比普通人要高);而就算是健康的父亲、母亲孕育后代,由于环境因素、基因突变几率等各种情况,也有可能生出有缺陷的后代。

如果处于上游的泾河、渭河河水有污染,而处于下游的新河流区域人们为了提升水质,仅仅在本流域内进行抗污染治理,那就是治标不治本。只有找到上游污染处,切断污染源,正本清源,整个水域才能清澈。随着人类基因测序工作的不断进展,人们对自身的认识不断深入,我们发现大部分疾病的发生都与基因关系密切。针对已经明确了与疾病关系密切的那些遗传基因,尤其是遗传病患者,如果可以进行基因修改,则能够大大改善患者疾病状态甚至彻底治愈。

基因编辑可抑制癌症

目前,生命科学领域无数科学家、医学专家孜孜不倦研究基因编辑技术,就是为了找出疾病源头,从根本上解决问题。如果基因编辑功能常规开展并应用于临床,那么,对于人类致死性疾病的治疗将会出现飞跃性的变革。包括严重的先天性遗传病、恶性肿瘤、艾滋病等目前人们无能为力的疾病,均有可能获得良好治疗效果。对于那些非致死性疾病,有些虽然也是遗传,比如某种食物过敏、白癜风、红绿色盲等,对日常生活品质影响不大,没有必要大费周折去修改基因。

比如艾滋病,人们对它十分恐惧,但是,艾滋病患者的死亡并不是因为病毒本身,大部分是因为病毒破坏了人体自身的免疫能力,使得人体被感染或患上恶性肿瘤的几率大增,这些感染和恶性肿瘤才是要命的。如果基因编辑可以临床应用,那么,完全可以针对艾滋病患者体内被破坏的免疫细胞进行修复,从而使免疫细胞自己能够抵御疾病。这类似于历史上著名的“围魏救赵”。当发现无法直接对抗赵国的敌人魏国军队,那么就把魏国包围起来,迫使魏国军队回援本土而撤兵。基因编辑方式不能直接清除艾滋病病毒,但完全可以把病毒对免疫系统造成的危害降到最低,保持一个较为良好的健康情况。

假如一个原本生态平衡的水系突然间有浮萍入侵,从一小片疯长到覆盖整个水面,水质因此变坏、生态平衡被破坏。如果只是用捕捞船打捞,治标不治本,很快清水潭可能就变成一潭死水。而找到根源,如截断入侵物种来源、引入克制浮萍生长的天敌,再辅以打捞作业,很快就能恢复清澈水域。其实,如果基因编辑方式应用于临床,受益最大的应当是目前日益庞大的恶性肿瘤患者群体。人体内本来就存在原癌基因和抑癌基因,这两种基因在正常人体内一直处于一个相对平衡的状态,因此,人们才会拥有相对健康的身体。当有些基因发生突变,无论是因为先天性遗传的癌症易感基因还是后天环境等多种因素的刺激导致的突变,原癌基因的生长就会失控,它的过度增长会导致肿瘤及一系列并发症的出现;抑癌基因则丧失活性,无法对抗体内快速增长的坏细胞。这就类似于池塘出现浮萍疯狂生长的状态。当我们应用基因编辑手段,让原癌基因失活或者刺激抑癌基因产生活性,则体内整个平衡状态能够慢慢恢复,从而达到提高生命质量、享有健康生活的目标。

基因技术在精准治疗中能发挥作用

我们常见的唐氏综合征,即21三体综合征,是第21对染色体上多出了一条,这个多余的染色体会对人体产生许多负面影响,导致很多基因表达异常,患者智力低下。如果使用基因编辑技术,把多余的染色体相关基因切除,使这个染色体丧失功能,那么就可以达到纠正、治疗效果。

两千多年前,《黄帝内经》中提出“上医治未病,中医治欲病,下医治已病”,即医术最高明的医生并不是擅长治疗现有疾病的人,而是能够预防疾病的人。这个理念在如今基于基因发展的精准诊疗领域同样适用。目前我们的大部分治疗还是通过症状判断,并不能清楚地认识到疾病发生的机制。大家比较熟悉的个体化精准治疗就是通过基因诊断分型为肿瘤患者选择最合适的靶向治疗药物,这只是我们根据患者现有基因类型进行的被动选择。真正让基因技术在精准治疗、个体化治疗方面充分发挥作用,就需要做到精准预防、精准诊断、精准治疗这三个环节。

精准预防的核心在于防患于未然。比如通过新生儿耳聋基因的检测,对那些携带耳聋基因的患儿,就要在今后避免一些致聋药物的应用,注意保护听力。精准诊断的核心在于找到疾病真凶。比如常见的心脑血管疾病、高血压、糖尿病等需要长期用药,如果找准病因,是环境因素还是基因变异,就能对治疗提供重要参考。精准治疗的关键在于个体化治疗。比如同样是心脏病患者,基因型不同的人所用的药物也要有所区别,才能达到最佳疗效。对于可以进行基因修改的患者,通过基因编辑手段修复受损、缺陷基因,从根源上解决疾病带来的痛苦。总而言之,基于整套基因技术的精准治疗应该能够为患者在合适时间提供合适剂量的合适药物,乃至为患者修补基因缺陷,重塑健康人生。

                                【转自《健康报》】


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