基因疗法向我们走来

刘秉军

“胶水”快速止血无需缝合

据《美国科学院院报》报道，得益于基因编辑技术的发展，外科手术将出现革命性的变化：当患者的鲜血涌出，医生不必急着使用止血钳。只要在伤处涂一点凝血胶，再用紫外线照射，几秒钟之内就可以止血。在无需缝合的情况下，创口也能够完美闭合。这种新型凝血胶的核心成分是蛋白和多糖合成的明胶。

除了上述凝血胶，还有两种新型凝血剂将投入临床使用。

动物体内培育人体器官已进入实质性研究阶段

凝血的进程实质上是一个平衡的过程，好的凝血剂不仅要能快速止血，还要防止凝血过度。美国的医学研究团队发现，将特殊的转铁蛋白、纤维蛋白、凝血酶、凝血因子和抗凝血酶合成在一起，它们之间的相互作用可以实现凝血平衡。美国科学家利用这些物质开发出一种新型凝血剂，相关试验在小鼠动脉粥样硬化的发病模型治疗中已经取得成功，2020年2月有望进入临床试用阶段。

日本科学家开发出一种多肽分子凝血劑，它的最大特点是具备凝血和杀菌双重功效。这种凝血剂能与鲍曼不动杆菌和绿脓杆菌持续“较量”，具备很强的抑菌作用。这两种“狡猾”的病菌容易在患者手术后引发感染，而且具备一定的抗药性。然而，它们遇到多肽分子凝血剂就难以存活。相关动物试验表明，多肽分子凝血剂能够显著抑制鲍曼不动杆菌和绿脓杆菌在动物体内的扩散，防止它们引起感染和炎症。多肽分子不是天然的，而是利用基因编辑技术，将超过1000种抗菌肽“强强联合”而成，通过不断测试和改进，形成具有强抗菌性、高稳定性和低毒性的抗菌肽。

开发新型高效凝血剂需要具备两个条件：一是研发出有特殊性能的活性肽和蛋白，这需要通过基因编辑技术来实现;二是利用相关动物模型和平台对其功能进行测试。其中第一个条件尤为重要，基因技术能够确保活性肽和蛋白相对于人体来说具有较好的生物相容性，这样才可以投入临床使用。

活性肽和人造蛋白是基因技术在医疗领域的第一种实际应用。利用基因编辑技术，将有更多的活性肽和人造蛋白被医疗机构开发出来，投入临床应用。例如能够对抗更多种类病菌的抗菌肽，以及具有抗氧化作用的蛋白，等等。

接种疫苗预防各种癌症

据英国《新科学家》杂志报道，2020年是癌症疫苗商业化的关键一年，如果临床试验效果能够达到预期，那么就会有越来越多的人通过接种特定的疫苗预防各种癌症。

这种预防性医疗的原理是：利用基因技术，通过各类肿瘤独特的突变，触发人体免疫系统对其进行识别，从而有效阻止各种癌症的发生。传统的化学疗法对人体内的健康细胞有很大的影响，而且对肿瘤的治疗效果并不总是很理想。与传统化学疗法不同，癌症疫苗“激励”人体天然的防御系统来选择性地破坏肿瘤细胞，而对健康细胞的损害非常有限。

据《新科学家》杂志报道，癌症疫苗的研制基础是寻找人体细胞中的基因突变，因此，研究人员需要检测不同人类群体的DNA，其中包括孕妇。英国科学家在观察和研究的过程中有了意外发现，从而开发出一种新的检测方法：通过简单的验血就能预测孕妇是否有过早分娩的风险。

基因编辑技术衍生出新医疗方法

原来，英国科学家在观察孕妇DNA的同时，还观察了RNA——它调节基因的分子物质，能够决定基因中产生多少蛋白质。通过对孕妇血液中自由漂浮的RNA进行测序，可以筛选出与早产有关的基因波动，从而识别可能过早分娩的女性。于是，医生可以根据检测结果采取措施，避免早产，并给予胎儿更好的生存机会。

这一基因研究领域的“意外成果”有着庞大的市场应用空间——英国、美国和日本的医疗机构都开始尝试用这种新方法预测孕妇的早产。

艾滋病实现“功能性治愈”

据《新英格兰医学》杂志报道，2020年，多个国家的医疗研究团队将启动通过基因编辑“功能性治愈”艾滋病的研究项目，这类研究的基础是来自中国的一项试验成果。

中国科学家将基因编辑技术应用于艾滋病患者，在人体造血干细胞中消除了艾滋病致病基因，然后将编辑过的干细胞移植到HIV（艾滋病病毒）感染者的体内，这在世界上尚属首次。其间，经过基因编辑的造血干细胞能够在患者体内存活，并从“少数外来者”繁衍为“绝对多数的原住民”，这是治愈艾滋病的关键。这项试验证明，基因编辑后的造血干细胞在人体内是安全的，能够存活下来，而且有可能“在逆境中繁衍”。

利用基因编辑技术治疗艾滋病，一直是基因医疗研究的一个重点。此前的研究难点是基因编辑后的干细胞难以在人体内存活，不仅无法达到治疗效果，还可能令患者的生命受到威胁。新的试验成果给艾滋病患者带来了希望，也为临床治疗艾滋病给出了可行的示范。

《新英格兰医学》杂志指出，利用基因编辑干细胞治疗艾滋病，是基因研究领域难能可贵的进步。2019年，应用于人体的基因编辑研究被推到风口浪尖，“叫停基因编辑临床试验和应用”的呼声此起彼伏。各国科研人员在相关研究中都如履薄冰，不仅要尊重患者的知情权，还要严守临床试验的伦理道德底线。

需要指出的是，上述基因编辑技术的应用是以人类体细胞为靶标进行编辑，以治疗患者为唯一目的，而不是以生殖细胞为编辑目标，也不以所谓“优化生殖”为目的，因此在伦理道德和法律层面都没有问题。

动物体内培育人体器官

人类胚胎的一部分有可能在动物的身体中生长，这项研究已经获得日本政府的许可。在日本东京大学和美国斯坦福大学两所学府供职的生物学家中内启光，计划将人类干细胞植入老鼠的胚胎，从而研究以动物作为“活工厂”，源源不断生产出可用于移植的人体器官。

据英国《自然》杂志报道，这是基因技术在医疗领域最具争议性的应用，相关研究已经进入实质性推进阶段。日本在制度上给予许可的理由是：一方面，糖尿病并发症等慢性疾病导致的器官衰竭病例越来越多;另一方面，器官移植捐赠率持续低下，而且即使有匹配的可移植器官，也容易出现排异反应。在这种情况下，器官移植亟待补缺，让人体器官“借腹繁殖”，不失为一个可行的方案。

中内启光的研究团队表示，可以利用基因编辑和基因改造技术，使在猪体内生长的器官对于人类来说“无害”，从而在移植后避免人体出现免疫排斥、血液凝块及其他反应。如果这条路走不通，那么他们将尝试在灵长类动物的体内进行试验。

《自然》杂志指出，事实上，跨物种器官移植研究在几年前就已经起步，美国和英国的科学家都曾计划将人类干细胞植入猪的体内，培育肺脏和肾脏。但经研究发现，这项试验可能远没有想象得那么容易，人体细胞与猪的细胞之间的互动性可能很差，而且存在发生排异反应的风险。因此，在日本之前，没有任何国家将这项试验付诸实施。

编辑：姚志刚 winter-yao@163.com