再活一甲子

标题: 基因治疗时代要来了吗？ [打印本页]

作者: 再活一甲子 时间: 2023-3-27 20:48
标题: 基因治疗时代要来了吗？
医学上有许多难题，比如癌症、免疫缺陷病等，这些疾病使用传统的医药几乎无法根治，于是科学家将眼光投放在了基因治疗上，想要通过一些技术手段将外源的正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病。由于基因治疗技术可以设计、编码基因，所以人们也想使用这一技术来改造基因，增强人体功能。
作为未来医学新的发展方向，基因治疗一直颇受重视，甚至被冠以“医学革命”的称号。但基因治疗的时代真的到来了吗?
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基因编辑技术存在缺陷
每当现在的新闻报道谈到基因治疗时，总会提到最流行的基因编辑技术——CRISPR。病毒能把自己的基因整合到细菌基因中，利用细菌的细胞工具为自己的基因进行复制服务，于是，细菌为了将病毒的外来入侵基因清除，进化出了自己特有的CRISPR免疫系统。这个系统实际上是一段25至50个碱基对的重复序列被单一序列间隔开的基因。每当病毒入侵，两个重复序列间的“间隔”就会被病毒DNA替换，细菌用这种方式记住病毒的DNA，为病毒的再次入侵做准备。Cas基因位于CRISPR附近，Cas基因一旦被激活，就会产生一种特殊的蛋白质——Cas酶，这些Cas酶能够充当切割DNA的“分子剪刀”。当病毒再次入侵时，被“记忆”在CRISPR中的病毒DNA会转录成RNA，这些RNA起到了向导的作用，能够定位侵入的病毒DNA，结合Cas酶一起将侵入的病毒DNA剪切掉。
尽管CRISPR有很多的优点，但是它也存在一些问题，导致我们不能毫无顾忌地使用它。首先，它并不是完全精确的。在30亿对碱基序列中，除了我们的目标基因，还有大量的空间，这意味着失准的可能性非常的大。在修改人类基因组时，一点点失败的可能都是不被允许的，因为这可能导致癌症、细胞凋亡或者其他意想不到的负面影响。
其次，我们的细胞不能容忍Cas9蛋白。Cas9蛋白来自于细菌，当我们的免疫系统看到一个细菌蛋白时，它会对潜在威胁发起攻击。如果你正在编辑一个单细胞的人类胚胎，这并不是什么严重的问题，但如果你正在治疗一个生病的成年人，这可能会进一步触发他们已经压力重重的免疫系统。
CRISPR的研究人员正在努力寻找能够解决这两个问题的改进方法，比如修改RNA提高准确性，构建人造的Cas蛋白等。虽然与之前的技术相比，CRISPR已经是一个巨大的进步，但是如果要等到它能够真正被应用的那天，我们还有很长的路要走。
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癌症变体复杂多样
癌症的患病机理与微生物入侵致病不同，如果疾病是由细菌感染造成的(比如结核病)，我们只需要消灭细菌，疾病就会消失，但癌细胞是人体内自生的一种变异细胞，它具有无限增殖、可转化、易转移的特点，所以物理切除和化疗等都不能保证癌细胞被清除干净，而且这两种方法只是治标不治本。
正常情况下，一个细胞内的所有机制都在正常工作，细胞有分工，不同种类的细胞会在我们体内储存脂肪、传输氧气或者传递信息。随着时间的推移，细胞积累突变，会对DNA造成随机损伤，最终导致细胞机制的错误，使其不再工作。在大多数情况下，细胞检测到自己不能再工作，就关闭自己，这被称为细胞凋亡。但在某些情况下，细胞并没有关闭，而是开始失控地生长，因为它试图理解自己目前错误且混乱的基因指令。这就是产生癌细胞的原因。
基因链非常的长，成千上万种基因变异的组合可能导致细胞的癌变，而且在一种可能导致癌变的组合里，也并不只有一两个突变，而是几十到几百个DNA指令不再正确。基因治疗只能一次修复一个突变，但是对于癌症，我们需要同时改变好几处碱基序列，这是一个非常庞大的任务。虽然基因治疗未来的主要应用之一是治疗癌症，但是每种癌症的变体都需要不同的治疗方法。因此，虽然我们的愿景是非常美好的，但想要真正通过基因治疗癌症仍就困难重重。
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基因并非决定因素
在今天的遗传学中，特征的复杂性是一个巨大的挑战，个体的差异和基因的表达会受到环境的影响。想象一下，如果一个小孩在完全不同的两种环境下成长，其中一种是充满关爱，重视教育和尊重个性表达的环境，另一种是难以维持温饱，缺少关爱，得不到教育的环境，他在智商测试中会得到同样的分数吗?显然是不会的。
环境对于某些特征起着巨大的作用，而一个特征越复杂，环境对它的贡献也越大。智力是我们能说出的最复杂的特征之一，它不是我们能够从基因上完全预测或控制的东西。现在很多人都想知道像CRISPR这样的技术是否会被用来制造经过基因编辑的超智能婴儿。至少在短期内，答案是否定的。首先，我们不知道哪些基因可以提高智力，而且即使我们打开这些基因，这些“超级婴儿”成长的环境对他们智力的影响要远远大于他们的基因。
即使是我们认为比较简单的而且受遗传因素影响较大的特征，比如身高，也很难通过基因改造控制。最近的一项研究显示，超过180个不同的位点(人类基因组上的特定位置)与身高相关。从基因上来说，塑造下一个姚明不是一件简单的事情，它需要数百个基因开关精准的组合，然后，孩子还需要适当的饮食和运动来实现这个高度的潜力。
虽然基因治疗有着巨大的潜力和优点，但是重重阻碍让它的临床应用难以实现。医学界目前还只能进行一些最简单的基因治疗，例如，如果某些疾病是由单一基因损坏引起的，我们可以通过对个人基因组的一次修改解决问题。但更复杂的基因治疗还需要等待更新的技术突破。

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