謝芳艷

（山東師范大學(xué)附屬中學(xué)，山東濟(jì)南 250014）

所謂基因治療，指的是通過對細(xì)胞基因的“修飾”實(shí)現(xiàn)對相關(guān)疾病的治療。對于單基因疾病來說，其與堿基突變有著密不可分的關(guān)系，在基因治療的過程中，通過恢復(fù)基因水平來治療疾病，而對于多基因疾病來說，其治療難度則較大。從本質(zhì)上來講，基因治療是通過導(dǎo)入正常的基因來替代缺陷基因，就目前來看，逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的基因治療方式已經(jīng)進(jìn)入到臨床階段，這種方式能夠?qū)⑺杌蛘系交蚪M中，以此來替代缺陷基因，但需要注意的是，逆轉(zhuǎn)錄病毒整合有著隨機(jī)性特點(diǎn)，存在較大安全隱患。而基因編輯技術(shù)則能夠有效解決這一問題，其修復(fù)更為高效和安全，對于促進(jìn)基因治療的發(fā)展有著重要的作用?；诖?，本文簡要分析了基因編輯技術(shù)及其在基因治療中的應(yīng)用和進(jìn)展，旨在為相關(guān)研究與實(shí)踐提供參考。

1 基因編輯技術(shù)原理

基因編輯技術(shù)即指人類能夠根據(jù)自身意愿來對目標(biāo)基因進(jìn)行“編輯”，有目的性地刪除或加入DNA片段。具體來說，基因編輯主要包含以下3種手段。

1.1 基因敲除

如果想要讓某個(gè)基因的功能消失，則可以在此基因上產(chǎn)生DNA雙聯(lián)斷裂（DSB），在非同源末端連接修復(fù)的過程中，往往會(huì)產(chǎn)生DNA的插入或刪除，從而實(shí)現(xiàn)移碼的突變，最終實(shí)現(xiàn)基因敲除，成功讓某個(gè)基因的功能消失[1]。

1.2 特異突變引入

特異突變引入指的是在基因組上引入某個(gè)特異突變，一般需要通過同源重組才能夠?qū)崿F(xiàn)特異突變引入。需要注意的是，在正常情況下，同源重組效率較低，在此位點(diǎn)產(chǎn)生DSB則能夠有效解決這一問題。

1.3 定點(diǎn)轉(zhuǎn)基因

定點(diǎn)轉(zhuǎn)基因原理與特異突變引入的原理類似，將某個(gè)轉(zhuǎn)基因加入到同源模板中，DSB修復(fù)過程中，此轉(zhuǎn)基因會(huì)被拷貝到基因組中，由此實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)轉(zhuǎn)基因。

2 基因編輯技術(shù)在基因治療中的應(yīng)用進(jìn)展

基因編輯技術(shù)屬于新興技術(shù)，其在疾病治療領(lǐng)域中的應(yīng)用時(shí)間較短，就目前來看，已經(jīng)取得了一定的應(yīng)用成果，下面即結(jié)合實(shí)際情況，簡要分析基因編輯技術(shù)在基因治療中的具體應(yīng)用和進(jìn)展。

2.1 基因編輯已經(jīng)進(jìn)入到臨床階段

以往基因編輯技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用局限于細(xì)胞內(nèi)，或應(yīng)用于動(dòng)物臨床研究，而隨著基因編輯技術(shù)的不斷成熟，其在基因治療中的應(yīng)用正式進(jìn)入到了人體臨床階段[2]。2017年，美國著名生物醫(yī)學(xué)治療公司Sangamo對外宣布，其已經(jīng)針對部分單基因遺傳病開展了相關(guān)人體臨床試驗(yàn)，并進(jìn)行了在人體內(nèi)部的基因編輯試驗(yàn)，這是基因編輯技術(shù)的一個(gè)里程碑，標(biāo)志著基因編輯在基因治療中的應(yīng)用進(jìn)入到了人體臨床階段。

2.2 單基因遺傳病治療的發(fā)展

相較于多基因疾病來說，應(yīng)用基因治療方式來治療單基因疾病要更為容易一些，基因編輯技術(shù)在此領(lǐng)域中的應(yīng)用也相對更為成熟和廣泛。就目前來看，在此領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)和焦點(diǎn)是CRISPR編輯技術(shù)的應(yīng)用[3]。例如，美國感染疾病研究所采用了這種基因編輯技術(shù)，通過對造血干細(xì)胞的基因編輯和修復(fù)，來替代缺陷基因，將編輯之后的造血干細(xì)胞進(jìn)行移植，由此產(chǎn)生功能正常的白細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)對相關(guān)疾病的治療。此外，德州大學(xué)也采用了這種基因編輯方式應(yīng)用于疾病治療，其以人類心肌細(xì)胞模型和動(dòng)物模型為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基因修復(fù)，治療效果較為優(yōu)良。

2.3 在眼科疾病治療中的應(yīng)用

一些眼科疾病也可以應(yīng)用基因編輯技術(shù)治療，其中包括青光眼、遺傳性視網(wǎng)膜病等等，且取得了很好的成效和重要進(jìn)展。美國國立健康研究所以腺病毒作為載體，利用基因編輯系統(tǒng)，靶向敲除小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞中的缺陷基因，對于緩解和治療色素性視網(wǎng)膜炎和視網(wǎng)膜退化等疾病有著重要作用。韓國相關(guān)研究機(jī)構(gòu)在此方面也有著重要研究，其采用腺相關(guān)病毒攜帶CRISPR/Cas9實(shí)現(xiàn)了對小鼠內(nèi)視網(wǎng)膜細(xì)胞中的失明基因的修飾，從而將遺傳性視網(wǎng)膜疾病成功采用這種方式治愈[4]。此外，該機(jī)構(gòu)還將基因編輯系統(tǒng)復(fù)合物注射到患有濕性黃斑變性疾病小鼠的眼睛中，實(shí)現(xiàn)了對相關(guān)缺陷基因的局部修飾，從而有效控制鞏膜與網(wǎng)膜之間新血管的生成，對濕性黃斑變性疾病的治療效果優(yōu)良。此外，還有相關(guān)研究中也證明了基因編輯技術(shù)能夠有效治療相關(guān)眼科疾病，如廣角青光眼的緩解和治療等。

2.4 在艾滋病、腫瘤等疾病中的探索應(yīng)用

CRISPR/Cas9是基因編輯技術(shù)領(lǐng)域的革命性成果，其在基因治療領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，利用這一基因編輯工具，能夠?qū)崿F(xiàn)對基因中特定位點(diǎn)DNA進(jìn)行切割，最新研究表明，利用此項(xiàng)技術(shù)，能夠讓癌癥突變失活，實(shí)現(xiàn)對癌癥的緩解和治療。

近年來，艾滋病的發(fā)病率雖然得到了一定控制，但沒有根治的方法。當(dāng)艾滋病毒復(fù)制潛入到人體細(xì)胞時(shí)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞變得混亂，病毒大量復(fù)制，最終蔓延到全身?，F(xiàn)有的艾滋病防治藥物中，主要原理是阻止病毒整合進(jìn)入到人體細(xì)胞DNA中，還有一些抑制艾滋病毒活性，避免產(chǎn)生更多的病毒，但這些藥物治療方法并不能真正刪除掉隱藏于人類細(xì)胞中的病毒DNA，這些病毒可以持續(xù)休眠很長時(shí)間，之后再次被激活，從而威脅人類身體健康[5]。而利用CRASPR這一基因編輯技術(shù)，則能夠有效預(yù)防和治愈艾滋病。這種技術(shù)能夠精準(zhǔn)編輯基因組中的序列，這對于艾滋病治療方法的創(chuàng)新和研發(fā)有著積極的意義。有科學(xué)家利用這一技術(shù)來編輯人體免疫T細(xì)胞中的基因，在某些基因被編輯之后，能夠甄別細(xì)胞的突變，從而保護(hù)T細(xì)胞避免受到病毒的入侵、感染和傳染，從而徹底清除艾滋病毒，實(shí)現(xiàn)對艾滋病的預(yù)防和治療。

3 基因編輯技術(shù)應(yīng)用的挑戰(zhàn)

基因編輯技術(shù)在基因治療領(lǐng)域中的應(yīng)用帶來很大的益處，其發(fā)展前景十分廣闊，但在應(yīng)用的過程中也存在一定的挑戰(zhàn)。

第一，基因編輯技術(shù)本身存在一定的局限性，無論何種基因編輯技術(shù)都存在一定的脫靶效應(yīng)，此外，在操作上也存在不便之處，使得基因?qū)胂到y(tǒng)存在限制，基因?qū)肜щy的問題一直沒有得到良好的解決。尤其是脫靶效應(yīng)，可能導(dǎo)致細(xì)胞的部分功能喪失，甚至存在過敏問題和毒性問題，在應(yīng)用的過程中，很容易給人的身體造成傷害，因此在未來發(fā)展的過程中，如何克服脫靶效應(yīng)將是其在基因治療領(lǐng)域進(jìn)一步應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

第二，是社會(huì)監(jiān)管和輿論問題。總體而言，基因編輯技術(shù)尚處于起步發(fā)展階段，其存在較大的不確定性，相關(guān)監(jiān)管技術(shù)也不夠成熟，社會(huì)對基因編輯技術(shù)的認(rèn)識不全面，這一定程度阻礙了基因編輯技術(shù)的應(yīng)用。從監(jiān)管方面來看，相關(guān)檢測方法并不明確，檢測標(biāo)準(zhǔn)也存在一定漏洞?；蚓庉嫾夹g(shù)存在基因刪除、突變和插入等多種類型，不同類型應(yīng)當(dāng)有針對性地采用不同的檢測方法，并保證檢測的準(zhǔn)確性和效率性。而對于不同疾病的治療，也需要采取不同的檢測標(biāo)準(zhǔn)，這都是未來需要逐步解決的問題。而對于輿論導(dǎo)向，相關(guān)媒體對基因編輯技術(shù)的宣傳過于片面，甚至有許多妖魔化的報(bào)道，對基因編輯技術(shù)在基因治療領(lǐng)域的應(yīng)用認(rèn)識不正確。對此，政府部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)教育和輿論引導(dǎo)，合理宣傳，以客觀的態(tài)度了解基因編輯技術(shù)。

4 結(jié)語

隨著人類科學(xué)和生物技術(shù)的不斷進(jìn)步，基因編輯技術(shù)也逐步走向成熟，其在基因治療領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。而在發(fā)展和應(yīng)用的過程中，也應(yīng)當(dāng)逐步解決脫靶效應(yīng)、操作便利性、提高成功率等一系列問題，并以引導(dǎo)輿論，正視基因編輯技術(shù)，加強(qiáng)監(jiān)管，制定嚴(yán)格的檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能夠進(jìn)一步促進(jìn)基因編輯技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)其在人類生產(chǎn)、基因治療等方面的應(yīng)用，提升其應(yīng)用價(jià)值。