文章摘要: 近日,基因編輯嬰兒事件引發輿論軒然大波。自2000年人類基因組工作草圖完成以來,基因工程技術得到了突飛猛進的發展,在醫學檢驗、藥物、生物技術、農業、食品工業等方面得到了廣泛應用。不過專家表示,目前人類對基因的認識還十分有限,但是發展前景廣闊。具體到基因編輯技術
近日,基因編輯嬰兒事件引發輿論軒然大波。自2000年人類基因組工作草圖完成以來,基因工程技術得到了突飛猛進的發展,在醫學檢驗、藥物、生物技術、農業、食品工業等方面得到了廣泛應用。不過專家表示,目前人類對基因的認識還十分有限,但是發展前景廣闊。具體到基因編輯技術,其應用的一個重要方向是疾病遺傳學相關研究。但是目前並沒有臨床應用,尚處於科學研究和動物試驗階段。
基因檢測技術
可應用於疾病篩查
山東大學附屬生殖醫院生殖遺傳科主任顏軍昊介紹道,基因編輯雙胞胎是在第三代試管嬰兒技術基礎上的技術改造。第三代試管嬰兒技術即胚胎植入前遺傳學檢測,也是基因技術檢測在臨床的一項廣泛應用。試管嬰兒一次產生的多個胚胎,在胚胎髮育到囊胚期時取四到五個細胞,提取DNA進行分子遺傳學的相關檢測,選出未見異常的胚胎。
「通過該技術,目前已知的染色體疾病和明確致病基因的單基因病,如先天性耳聾、血友病和地中海貧血等,都能大大降低發生率。」顏軍昊說,目前已知人類超過八千種遺傳病,已經明確致病基因的,都可以在基因層面提前檢測。
「無創DNA產前檢測也是利用基因技術,用於檢測胎兒基因缺陷。」山東省千佛山醫院醫學研究中心主任、泰山學者常曉天介紹道,無創DNA產前檢測,在醫學上又被稱為產前DNA高通量二代測序。孕婦的外周血裡存在來自胎兒的遊離DNA片段,並且隨著孕周增大而增多,抽取5-10毫升孕婦外周血就可以檢測其中的胎兒DNA。
據介紹,目前無創DNA產前檢測基本用於檢測三種染色體疾病:唐氏綜合徵(21-三體綜合徵)、愛德華氏綜合徵(18-三體綜合徵)、帕陶氏綜合徵(13-三體綜合徵)。
個性化用藥是
基因技術應用重要方向
「個性化用藥是基因技術應用的一個重要方向」,常曉天介紹,現在在個性化用藥方面應用比較多的是腫瘤靶向藥物。通過基因檢測這些藥物靶標,可以制定特異性選擇藥物方案,使得藥物精準作用於癌變細胞和分子。
近年來, 隨著基因工程技術的發展,醫學在不斷尋求新的治療突破點時,基因藥物引起了醫療界大量關注。基因藥物通過干擾或修復疾病基因的表達達到治療目的,不過,目前這類藥物尚處於初步探索階段。
「CAR-T就是其中一種,屬於細胞療法。」常曉天解釋道,具體來說,就是從腫瘤患者身上分離出免疫系統的T細胞,然後通過基因技術修飾T細胞,提高其識別和殺滅腫瘤細胞的能力,經過體外培養,再回輸到患者體內。不過,目前CAR-T細胞治療技術在國際上還處於臨床試驗階段。
與此同時,還有些小分子RNA干擾藥物也在研發過程中,據常曉天介紹,小分子RNA干擾藥物發揮的是基因沉默劑的作用,期望通過藥物來沉默那些可能導致疾病的基因表達。
基因編輯技術
多處於實驗階段
據瞭解,基因編輯是分子生物學的一種研究技術,自最初發現CRISPR-Cas9以來,其應用的領域迅速擴大。用作疾病遺傳學相關研究是其中一個重要方向,目的是爲了找到疾病的發病機理。但是目前並沒有臨床應用,只是在科學研究和動物試驗階段。
「目前還處於早期階段,會在動物模型(即實驗室動物)上使用CRISPR-Cas9技術。」顏軍昊解釋道,通常在動物上進行基因敲入或者是基因敲除,以便創造一個新的疾病模型,來確定一些遺傳疾病的致病基因,並進行相應的治療藥物的研究。
因為小鼠擁有人類90%以上的基因,因此通常被用作研究CRISPR-Cas9治療潛力的實驗物件。例如小鼠實驗表明,CRISPR-Cas9可以消除與假肥大性肌營養不良(DMD)相關的缺陷基因,抑制神經性舞蹈病蛋白質的形成,消除HIV感染等。
與動物研究相比,受限於倫理和監管問題,編輯人類DNA的CRISPR-Cas9實驗相對來說比較少。
人類對基因功能認知
仍非常有限
儘管如今基因技術已經在醫療領域進入臨床應用,但是要想通過基因技術預測和預防疾病,或者期望通過基因技術攻克疑難雜症,從現在來看,仍然有些為時尚早。
常曉天解釋道,目前針對所有疾病和藥物的基因研究,基本上都是從單基因層面進行,「但是單基因導致的疾病非常少見,絕大部分都是多基因相關疾病,如今還少有多基因聯合用藥,但這也是未來的發展方向。」
這主要侷限於人類對基因的認知。常曉天表示,人類大約有37000-40000個基因,對於每個基因各自的功能,以及他們之間複雜的相互關係,目前的認知還非常有限,「在這個層面來說,人類仍處於盲人摸象的階段」。
除了基因認知層面的限制,疾病的發生發展受基因以外多種因素的影響,例如生活習慣、環境等,因此,即便存在疾病易感基因,也並不意味著一定會患病。
不過值得期待的是,如今基因測序正在飛速發展。常曉天說道,這就要求儘快完善、跟進相關政策和法律,以加強監管。
齊魯晚報·齊魯壹點記者 陳曉麗 王小蒙
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