基因治疗——拯救正在走向灭绝的人类

谢扬

(广东第二师范学院 广东广州 510425)

在远古的史前社会和几百年前的中世纪,由于医疗技术的限制和恶劣的环境,只有拥有优秀基因的个体才能够存活下来,否则就会被自然或者社会淘汰掉。例如,在远古的史前社会,弱智的个体无法生存的,因为这些个体没有能力获得人类生存所需要的资源,因此,他们的基因被淘汰下来。在几百万年里面,只有头脑发达的人种或者民族才能在复杂的自然环境中存活,这就导致了人类的智力基因向高处发展。在农业社会中,各种各样的遗传病是无法治愈的,如血友病,兔唇,色盲等,这些个体通常无法活到成年。因此遗传病的基因也无法保留。但在现代社会中,由于医疗水平的提高,各种携带遗传病的个体不但能够存活下来,并且很多国家和地区的法律都给予了他们繁衍后代的权利。这就导致了人类基因质量的下降。更严重的是,现代生活同时改变了人类的生活方式,例如,人类更少的运用发达的四肢和毛发,科学家语言,将来有一天,人类将会变成四肢羸弱,秃头秃脑的怪物。人类正在往退化的方向前进。如何让人类在现代社会中以及未来的生活方式和社会进步中依然保留甚至产生优秀的基因以至于不退化呢？基因治疗是关键。有了基因治疗,人类可以定向的,有目的的向个体导入优秀的基因,甚至可以修复有缺陷基因的个体。在未来的世界中,基因治疗的前景是广泛的,不可预测的。

1 什么是基因治疗

基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的。也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。

基因治疗的靶细胞主要分为两大类:体细胞和生殖细胞,如今开展的基因治疗只限于体细胞。生殖细胞的基因治疗是将正常基因直接引入生殖细胞,以纠正缺陷基因。这样,不仅可使遗传疾病在当代得到治疗,而且还能将新基因传给患者后代,使遗传病得到根治。体细胞导入治疗可以治愈带有基因缺陷的个体,生殖细胞介入治疗不但可以纠正缺失基因,还可以将优秀的基因导入生殖细胞内,使后代表达出优秀的性状。

2 基因治疗的方法

基因矫正:纠正致病基因中的异常碱基,而正常部分予以保留。

以下是一段有缺陷的基因:

—ATTATCTAGGTAGATCATGGAGTGACT—

—TAATAGATCCATCTAGTACCTCACTGA—

以下是正常基因

—ATTGACTAGGTAGATCATGGAGTGACT—

—TAACTGATCCATCTAGTACCTCACTGA—

基因置换:指用正常基因通过同源重组技术,原位替换致病基因,使细胞内的DNA 完全恢复正常状态。

基因增补:把正常基因导入细胞,通过基因的非定点整合使其表达,以补偿缺陷基因的功能,或使原有基因的功能得到增强,但致病基因本身并未除去

基因失活:将特定的反义核酸(反义RNA、反义DNA)和核酶导入细胞,在转录和翻译水平阻断某些基因的异常表达,而实现治疗的目的。

以下是一段有缺陷的基因:

—ATTAGGATCACGCTACCAGCAATAGCGATCGATC—

—TAATCCTAGTGCGATGGTCGTTATCGCTAGCTAG—

正常情况下,转录出来应该是这样的:

—ATTAGGATCACGCTACCAGCAATAGCGATCGATC—

—UAAUCGUAGUGCGAUGGUCGUUAUCGCUAGCUAG—

某些RNA分子不能编码蛋白质,但它的核苷酸序列可以和某些RNA结合,从而阻断了异常基因的表达。更重要的是,这一类核苷酸可以人工合成。

—UAAUCGUAGUGCGAUGGUCGUUAUCGCUAGCUAG—

—AUUAGCAUCACGCUACCAGCAAUAGCGAUCGAUC—

通过和致病RNA的结合,它阻断了有缺陷的基因的表达。达到了治愈的目的。以上基因治疗通常局限于个体。其中基因增补和基因失活都不同程度地保留了有害基因,所以,基因置换和基因矫正可以用于治疗有缺陷的生殖细胞,从而阻止有缺陷的婴儿的产生。

3 基因转移的方法

(1)特异正常基因的分离与克隆:在当代分子生物技术条件下,一般来说,只要有基因探针和准确的基因定位,任何基因都可被克隆。如今既可人工合成DNA探针,还可用DNA合成仪在体外人工合成基因。

(2)外源基因的转移:基因转移是将外源基因导入细胞内,其转移方法较多,其中包括物理方法,化学方法和生物(病毒)方法。

(3)同源重组法:同源重组是将外源基因定位导入受体细胞的染色体上,在该座位因有同源序列,通过单一或双交换,新基因片段替换有缺陷的片段,达到修正缺陷基因的目的。如在新基因片段旁组装一Neo基因,则在同源重组后,因有Neo基因,可在含有新霉素(neomycin)的培养基中生长,从而使未插入新基因片段的细胞死亡。对于体细胞基因治疗,体外培养细胞的时间不能过长,筛选量大,故在临床上应用也受限制难以进行。

病毒介导基因转移:病毒介导基因转移是通过转换方式完成基因转移,即以病毒为载体(vector),将外源目的基因通过基因重组技术,将其组装于病毒上,让这种重组病毒去感染受体宿主细胞,这种病毒称为病毒运载体。

4 前景

1991年,我国科学家进行了世界上首例血友病B的基因治疗临床试验,目已有4名血友病患者接受了基因治疗,治疗后体内IX因子浓度上升,出血症状减轻,取得了安全有效的治疗效果。但对于生殖细胞的治疗还处在初步发展甚至停滞的阶段。主要问题是生殖细胞的介入治疗主要适合于排卵周期短和次数多的动物,不是很适合人类。再说,生殖细胞的介入治疗会带来人类社会的各种伦理问题。但生殖细胞的介入治疗的广泛推广能够极大地杜绝人类的有害基因遗传给下一代,而使人类正常的基因甚至是优秀的基因得以保留。对于未来世界的人类来说,生殖细胞的基因治疗是很重要的。因为这事关到人类的千秋万代的生存和发展。

5 讨论

基因治疗能够比较彻底地改变人的基因,使患有基因缺陷疾病的个体以及他们的后代得到更好的生存和发展,但基因治疗也会带来一些医学上和伦理上的问题。首先谈一下医学上的问题。通过基因修补,我们能够替代或者抑制有害的基因,但万一我们合成了一个对其个体有害的基因呢？例如上面的例子—ATTGACTAGGTAG ATCATGGAGTGACT—

—TAACTGATCCATCTAGTACCTCACTGA—

和—UAAUCGUAGUGCGAUGGUCGUUAUCGCUAGC UAG—

—AUUAGCAUCACGCUACCAGCAAUAGCGAUCGA UC—万一合成了致癌基因或者合成了致癌蛋白呢？(红色部分是致癌基因以及转录翻译出来的致癌蛋白质)。结果不得而知,也不堪设想。再说到伦理问题和社会问题。首先,这会不会成为富人或者有权人的专利？这会不会让未来的社会产生基因歧视？没有优等基因的个体何以生存？科学技术是一把双刃剑。科学进步往往带来相应的社会问题和伦理道德问题。如何解决这些问题,如何让科学发展对社会产生更有利的影响,是人类值得思考的问题。但无论如何,科学的进步给人类社会带来的积极影响是大于负面影响的。我们不能因为科学技术可能带来的某些问题而限制科学的发展。相反的,我们更应该促进其发展,找到解决问题的方法。同时,活在现在的我们不但要学会用历史眼光看待历史问题,也同时要用发展的眼光看待未来的问题。