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第二章

基因与基因治疗----彭朝晖 · 作者:佚名 · 字数:5,260 · 2026-10-09 12:49
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在这些策略里面,第一个就是基因置换。比如说,这个体内有一个基因它出毛病了,或者发生突变了,有缺失了,可以把这个基因把它置换出去。这是最理想的基因治疗一种的方法,一种策略。

第二个就是基因修复。我们知道基因由这些核苷酸构成,或者叫脱氧核糖核苷酸构成,它某一个(核苷酸)发生突变以后,我们把这个换出去,就像这个墙这个地方有一块砖头坏了,我们把这块砖头拿出来,再弄一块新砖补进去。这也是非常理想的办法,但是目前实际上是很难做得到的。

第三种方法就是基因替代。这种基因替代也就是说体内有一种基因改变,我们用一个正常基因再把它导入进去。用正常基因去替代这个有害的,已经发生改变的基因,在体内发生共存。

还有一种就是基因失活。我们刚才说特别是肿瘤,肿瘤里有一些癌基因它激活了,我们需要把这个癌基因的活性失活,这样达到治疗肿瘤的作用。还有一些就是免疫调节基因的作用,也是大部分用于肿瘤的。我们现在知道有很多免疫调节的细胞因子基因都可以,很多都用于做基因的治疗。另外还有一些其它的方法。目前主要基因治疗的策略是基因替代治疗。

那么这个基因并不是像我们,比如说打青霉素,打到肌肉里边去,然后青霉素这个药物分子就可以通过细胞膜进到细胞里边去。当然青霉素是治疗细菌(病)的,可以通过细菌的细胞膜进去,然后杀灭这个细菌。但是这个基因,它是自己不能够进去的,你必须要有一个转导系统,把这个基因导入进去。所以基因要进到细胞里面去,需要有一个载体。那么这些载体是什么呢?也是通过不同基因工程的技术改造过的一些DNA,这些DNA可以来源于病毒,可以来源于一些其它的细菌,这样的话,可以把这个基因把它整合上去。

目前在用的载体里面有哪些呢?主要分为两大类。一类就是病毒载体。为什么要用病毒呢?大家知道病毒是经过亿万年进化以后,能够特异地感染人的细胞的一类活的生物,所以人们利用它的天性,就是感染的这个自然的属性,所以它的感染力是非常强的,如果你用天然病毒它是有危险性的,必须要基因工程的方法改造。怎么改造呢?就是我刚刚说的1971年人们发现的那个基因工程的"手术刀",就是限制性内切酶,去把病毒DNA的某些部分切掉。

还有一种腺病毒载体,它是可以感染所有人的细胞的,而且它很容易制备,病毒的滴度很高,所以目前在肿瘤(基因治疗)方面广泛地在使用,还有心血管病,像冠心病、心肌缺血这样的(病)在广泛地使用。

我们刚才说到了载体,还有基因,现在用的基因也是非常多。我们把做出来的基因,可以叫目的基因。就是我要得到这个基因,这么长的一个,从细胞里边,30亿个核苷酸顺序里边我要得到某一段基因,就是你要得到的目的基因。那么我们在基因治疗里边可以把它叫一个治疗基因。那么这样一些治疗基因,比如说有抗原基因,一些细菌、病毒蛋白质的一些抗原,蛋白质的一些基因。还有一些就是抑癌基因,就是叫肿瘤抑制基因,用于治疗肿瘤的。还有一些细胞上的一些受体基因,还有耐药基因。比如说我们给肿瘤病人在进行临床治疗的时候,用化学药,用了以后细胞慢慢会对它产生抗药性,抗药性的机理就是在细胞的表面有一个基因,它可以把进到细胞里的药物,把它泵出来。那么我们可以用这样的一些抑制这种把药物泵出来的这个基因,然后去增加化疗药物的疗效。

还有用于治疗肿瘤的一些反义核酸,就是"反义RNA","反义DNA"去封闭一些基因,还有一些抗体基因,还有一些激素(基因)。比如说要治疗糖尿病,用胰岛素基因,还有治疗一些侏儒用的一些生长激素的一些基因。这个基因的种类是非常多的。

在基因治疗里边(的基因),到底是什么呢?应该说是具有治疗作用的,具有商业化价值的基因,那才能作为基因治疗当中的基因。我们知道在基因治疗的药物,现在我们讲到这个地方,大家应该明白,它有两个基本元件,一个就是载体,一个就是基因。

那么我们说这个基因治疗制品,和目前我们大家听到的基因工程药物(有什么不同呢)?目前我们称作的基因工程药物是什么呢?实际就是基因工程的蛋白质或者肽类,比如说胰岛素、生长激素、干扰素,EPO这样的一些东西,都是一些蛋白质。现在作为基因治疗的安全性主要问题是载体的安全性。目前人工改造的这些载体都是本着这样的一个安全的原则去进行的,同时既要让它安全,而且不能够因为你过分地追求安全,而影响了它的活性。这个往往就是这样的,你越让它安全,它的活性就越低。所以现在人们在大量工作里就是这样的。既让它安全,而且活性要高,要恰到好处。现在已经做了很多这样的一些载体,可以治疗基因,做成基因制品,用于临床实验。

我下面介绍一下基因治疗的临床实验。到目前为止,在全世界用于临床治疗的基因治疗方案已经超过了有600个。这些方案大部分都是在美国进行的,我们中国也有,用于做肿瘤的,做心血管病的,有做遗传病的,已经治疗的病人已经超过六千例。

那么从做这样的基因治疗一个很常规应用的一个学科,和这个的发展,最后还是要决定基因治疗制品的产业化,产业化能不能做。比如说这个工艺流程主要是用原料。因为我们生产东西做制品要有原料。这个原料最主要的实际上就是两个库,一个是细胞库,一个是种子病毒库。细胞库就是用于我们要繁殖这种基因治疗制品病毒的一种工厂,相当于一种工厂。这种经过基因工程技术改造的一种基因治疗制品,这种重组病毒,只能够在这种生产细胞里面去进行繁殖和扩增。我们就选定用这个细胞,而且这个细胞也是通过基因工程改造过的,在里边可以进行复制和扩增。另外你把种子病毒,做好了以后,就可以感染这种细胞。

主要工艺,像在生物反应器里面进行大规模的细胞培养技术,已经从第一代技术,就是贴壁细胞有血清培养,发展到它第二代的无血清悬浮细胞培养这个技术。还有这个纯化一般通过一到两步的柱层析,就可以把它纯化出来,而且我们要维持病毒的活性,生产要经过一系列的过程,要花时间,最后要保存,要通过运输,到医院要给病人使用,所以治疗这个病毒的活性必须要稳定,而且要能够维持一定的时间。还有这个质量的控制。一定要包括它的结构、纯度、活性,还有这个基因表达是不是正常等等一些指标。

大家知道做药的周期很长,经过统计,在《自然》杂志里面发表一千篇文章,可能只有一百篇文章去被开发,只有十个可能才能进入临床,只有一到两个最后才能成功。而且也经过统计,要做一个新药一般要花12年的时间,投入5亿美元左右才能做一个药。我前面介绍了一些基因治疗,那么基因治疗它的意义是什么呢?第一个它对医学科学的变革会发生很重要的作用。过去我们知道大家提到说"头痛医头,脚痛医脚",这个东西实际上我们知道很多的疾病它就是局部疾病,比如说心血管病,冠状动脉缺血它就是这个地方堵了,你要打药以后,给他肌肉注射或者静脉注射,把这个药为什么要分布到腿上去,所以有些就是要头痛医头,脚痛医脚。

另外的话,我们知道基因治疗是用基因来治病的,它可以治本。所以就像我们说现在这个人类的遗传病估计可能有三千多种,但是人们现在真正认识的是非常少的,不足5%,大量的是不认识的。我们中医经常有时候还讲到,有些病很难说,说是手心发烧、脚心发烧,这是什么病呢?你很难讲,它也可能就是一种遗传病的表型,但是我们是不认识它。所以基因治疗真正的是可以达到治本。第一个意义就是对医学科学的变革将会产生非常重要的作用。

第二个基因治疗它是一个新的产业,是一个经济增长点。怎么来说呢?就是刚才我讲了,现在预计在2003年的前后,第一个基因治疗药物将会问世。如果一旦第一个基因治疗药物上市的话,会带动一批基因治疗药物的上市,会迅速形成一个巨大的产业。

另外在学术开展方面,很多基因治疗的学会,每年参加活动,对社会进行普及,对公众进行一些基本知识的传播等等。

主持人:好,谢谢彭博士,给我们带来这么深入浅出的学术报告。下面咱们首先看一看来自凤凰网站网友对您的提问。这位网友叫"23对染色体条条会歌唱"。23对染色体实际是46条,条条都会歌唱。首先感谢您带给我们基因知识,不管听得懂听不懂,至少我们获得了一个新知,那就是上帝是通过基因创造了人类。我的推论是上帝和彭博士一样,也是一位基因专家。上帝要不懂基因也没法创造人。我的问题是,基因应该是上帝给我们的一个关键的隐私吧,也就是说我们的生老病死的遗传信息全在其中,但是上帝对这些隐私是缄口不言的,但彭博士却把这些秘密发现出来,于是我们的社会面临着新的道德挑战。如果老板招聘时,要查验员工的基因图谱怎么办?保险公司为保护上保险时,对带有不利基因的人提高收费怎么办?彭教授考虑过这些伦理困惑吗?

彭朝晖:这个问题实际上提得非常好,是伦理学的问题,就是随着人类基因组计划的完成,以及这样一些基因技术,特别是基因遗传语言的破译,或者是基因功能的研究,人们会不断地分析基因的结构、功能,得到认识,最终有一天,要把所有的基因都搞清楚。就是说,我们刚才跟大家说了基因是什么?从学术上就是负责蛋白质的那些基因顺序,最后搞清楚。那也就是你一个一个的基因。那么搞清楚了以后,不言而喻,每一个人最大的隐私是什么呢?不是你在银行里有多少钱,或者说我有一个什么样的事情,我不愿意跟别人讲是隐私,而且你最大的隐私就是你的遗传图谱,你的遗传背景。如果说你有什么遗传病在这个里边就体现出来。

这个问题一直是在社会,在学术界、在各个方面都非常关注的问题,总会有这么一天。但是老板要根据基因图谱来决定人,我们现在是不可能的。那么以后有没有可能会发生?我认为以后有可能发生。这个是不是触击了这个人的隐私,如果是到了那个社会的时候,他已经很惯常了。你来的时候就像现在拿毕业证,你要把你毕业证拿来,我再录取。到那个时候大家都很习以为常了,你来了,说把你的基因图谱拿来。那么我们现在认为他是侵犯隐私,到那个时候就不算了。

在这个意义上它还有另外一个方面,就是有一些人有他的遗传潜能。比如说在座的这些同学,你们到底有什么遗传优势,你们是不知道的。对吧?也没人知道。所以以后你在学习,或者你后天从事一些社会的活动,比如你大学毕业了以后,你考研究生,干什么东西最后总得要工作。你这种工作实际是盲目的,你说我有这个兴趣,这个兴趣还不一定是你的遗传优势。或者说我有这个兴趣,可能对你不合适。在田里面,一个种田的农民很有可能是一个将军或者是一个金融家。但是后天的社会实际上没有给他带来这样的机会,也可以说我们现在这个人群的大部分都是很平庸的。因为你不知道,你真正有什么天赋。也有一些人知道,可能最后社会实践活动和他的天赋是很符合了,这样也许好多人作出了很天才的一些工作,一些成就,在这个地方的话,我们现在讲,这个可能是以后的事情,但是人们可能要面对这样的问题,就是人最重要是认识人本身。

主持人:下一位网友叫做"看病带着基因图",马上谈到看病了。科学家已为我们描绘出了这样一幅图景,将来我们去看病,除了要带病历,还要带一份光盘,光盘上写着您的基因图。据说医生把病人的基因和正常基因图做一个比较,就可以看出毛病。也不知道真假。这比现在的听诊、问诊和医疗仪器都要管用得多,而且基因图还会发出预告,比如你会长多高,会不会发胖,会不会中年谢顶,会不会死于癌症。我想问,这样会不会造成许多不懂基因学的医生下岗,为我们的政府增添不必要的麻烦。但我还是高兴地说,如果从基因图就可以知道自己的未来,那就让那些在街头算命的预言大师们饿死吧,哈哈。

彭朝晖:刚才提的这些问题是很符合逻辑的,这个问题是提得非常好的,确实我认为这种情况会发生,但是,到那个时候医生已经就不是现在的医生了。所以医生必须跟着科技的发展,要具有基本的知识。比如说基因的研究,比我们年龄再大一点的这些当时在学校学习,没有接触到基因的一些发展和一些基本的知识都没有,后来才发展的。所以科学在一步一步地发展,对于人的要求,对于专业素质的要求也是在逐步提高的,我想这个事情会发生,而且需要不断地学习。

主持人:好,谢谢您。好,下面的说话机会就留给在座的观众朋友。

观 众:您好,我是北师大生命科学院的一名学生。我想问的就是,刚才您所说的基因治疗的原理是不是就是无论用什么方法,用细胞也好,用载体也好,把这个基因只要导入到细胞里面让它整合到基因组里边。然后让它来调整整个细胞病态的这个疾病,来进行治疗。就是怎么能够让这个细胞百发百中地植入到它要治病的那个细胞,而不会让它整合到其它细胞里面去。而且它要治病的细胞,如果要是肿瘤的话,它是一个细胞团,有很多细胞怎么能让所有的细胞都转入到这个基因。而且您刚才说它对爱滋病的治疗也是有治疗效果的,爱滋病病毒它不是一个肿瘤,它是随着血液传播的、流动的,怎么能让那些基因也转到这些所有的被感染爱滋病毒的细胞里去呢?如果它转上去了以后,它的表达又怎么调控呢?还是就永远这样表达下去了?如果要永远这样表达下去的话,等这个病治好了,它还这样表达的话,可能会对其它的正常的体细胞机能等等都会产生不良的影响吗?我想如果这些问题都解决不了的话,基因治疗是不是就是一个"空中楼阁"的一个事情,或者说是不太安全的事情。谢谢。

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