基因疗法

早期试验遇到了意想不到的并发症。新一轮更精密的策略可能会扭转局面

就在一年前,基因疗法——通过重写患者细胞中的部分遗传密码来发挥作用的疗法——被广泛誉为现代医学的下一个伟大冠军。然而,这位冠军遭遇了意想不到的低迷。在众多生物技术和制药公司赞助的候选药物未能治愈任何一位患者的疾病后,基因疗法在去年冬天遭受了重创。美国国立卫生研究院的一个审查小组在去年12月发布的一份高度批评性报告中,指责研究人员和投资者在充分了解基因药物必须克服或规避的所有自然防御机制之前,就匆忙将治疗方法投入人体临床试验。

在一定程度上感到懊恼之后,遗传学家们正在研究他们的失败之处,并开始更清楚地了解他们所面临的挑战。许多研究人员乐观地认为,目前的收缩实际上预示着基因药物的长期成功。在实验室和华尔街,都有迹象表明基因疗法正在开始复苏。

基因药物面临的挑战是艰巨的。首先,它们必须以某种方式将它们的遗传有效载荷输送到足够多的细胞中,才能发挥作用。逆转录病毒似乎非常适合这项任务,因为这类病毒通常通过将其部分DNA复制到宿主细胞的遗传密码中来感染细胞。因此,大多数早期的基因药物试验都借用了逆转录病毒,用旨在帮助治疗囊性纤维化或脑癌等疾病的基因取代了它们的有害部分。


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但是,病毒药物只有在能够躲过人体免疫系统的多层防御时才能生效。首先是在血液中检测到任何熟悉的病毒后不久就会出现抗体的大举进攻。这些抗体会迅速结合病毒,并可能引起炎症等副作用。到达靶细胞的病毒颗粒面临第二个障碍:一层坚硬的膜保护细胞的DNA免受攻击。最后,那些幸运地躲过免疫防御并感染细胞的逆转录病毒,是以不可预测的方式进行的;它们通常会在细胞DNA中的随机位置插入治疗基因。新的基因可能会中断重要的序列,实际上会损害细胞。即使在最好的情况下,新基因也常常最终出现在DNA的休眠区域,在这些区域它们不会被频繁地开启,以至于对患者产生多大影响。

遗传学家们被这些障碍难倒了,但他们并没有被击倒。由于最近的进展提出了新的策略,人们对基因疗法的第二波热情正在兴起。9月份,RPR Gencell(法国公司Rhone-Poulenc Rorer组织的基因治疗研究中心网络)在《自然医学》杂志上发表了其针对肺癌的逆转录病毒基因治疗测试结果。研究人员将含有正常版本的p53——一种抑制肿瘤的基因——的药物直接注射到9名患者的肿瘤中。这种技术避免了引发全身免疫反应,并利用了肿瘤细胞的快速分裂。3名患者的肿瘤明显缩小,另有3名患者的肿瘤停止生长;尽管如此,9名患者全部死亡。

最近来自另外两个小组的结果表明,有可能设计出完全避免病毒及其许多缺点的基因疗法。芝加哥大学和圣地亚哥的生物技术公司Vical的研究人员将一种促红细胞生成素的基因卷成一个称为质粒的环状DNA包。促红细胞生成素是一种触发身体产生红细胞的激素。另一家生物技术公司Amgen每年向患有贫血和其他血液疾病的患者销售近10亿美元的合成版本。

在10月1日发表于《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中,芝加哥小组报告说,仅仅将裸DNA注射到正常小鼠的后腿中,就使其红细胞计数增加了三分之一。同样重要的是,注射后长达90天内,计数保持在较高水平,这强烈表明这些基因已经扎根(至少有一段时间)并开始产生激素。“我们的结果表明,目前可用的基因肌肉注射可用于治疗多种血清蛋白缺乏症,”如贫血、血友病和糖尿病,芝加哥大学该研究的负责人杰弗里·M·莱顿说。

对于那些血细胞畸形的患者,例如镰状细胞贫血症患者,提高血细胞的产生并没有多大好处。基因疗法的最终目标不是补偿遗传疾病,而是彻底消除它们。发表在9月6日《科学》杂志上的初步研究为实现该目标提供了希望。由费城托马斯·杰斐逊大学的艾莉森·科尔-施特劳斯和京根·尹领导的一个团队对含有导致镰状细胞贫血症的突变基因的细胞进行了实验。为了制造他们的基因药物,他们将这种基因正常版本的DNA与同一基因的RNA结合在一起。

当他们将这种药物注射到患病细胞中时,RNA/DNA颗粒会定位到与其密码匹配的基因组特定区域,并形成覆盖突变的三链DNA。然后,细胞正常的DNA修复机制显然用正常密码替换了突变——从而永久治愈了10%到20%的细胞。研究人员仍然需要证明该技术在人体细胞和人体内有效。

当科学家和公众慢慢地允许乐观情绪重新回到关于基因疗法的讨论中时,投资者和生物技术公司又一次毫不掩饰地看涨。据巴黎巴斯德研究所称,截至7月份,有216项基因疗法的临床试验正在计划或进行中。“各种生物技术公司都在争先恐后地将自己重新定位为基因组学公司,”一位行业公关人员琼·E·库雷茨卡说。

基因疗法可能会在本轮中成为赢家,尽管这场比赛可能会持续多年。然而,搜索时间越长,投资越大,治疗方法最终问世时的价格也会越贵。基因疗法所承诺的医学奇迹所面临的最大挑战,很可能是经济而非科学上的挑战。

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