基因治療——拯救正在走向滅絕的人類

謝揚

(廣東第二師范學院 廣東廣州 510425)

在遠古的史前社會和幾百年前的中世紀,由于醫(yī)療技術的限制和惡劣的環(huán)境,只有擁有優(yōu)秀基因的個體才能夠存活下來,否則就會被自然或者社會淘汰掉。例如,在遠古的史前社會,弱智的個體無法生存的,因為這些個體沒有能力獲得人類生存所需要的資源,因此,他們的基因被淘汰下來。在幾百萬年里面,只有頭腦發(fā)達的人種或者民族才能在復雜的自然環(huán)境中存活,這就導致了人類的智力基因向高處發(fā)展。在農(nóng)業(yè)社會中,各種各樣的遺傳病是無法治愈的,如血友病,兔唇,色盲等,這些個體通常無法活到成年。因此遺傳病的基因也無法保留。但在現(xiàn)代社會中,由于醫(yī)療水平的提高,各種攜帶遺傳病的個體不但能夠存活下來,并且很多國家和地區(qū)的法律都給予了他們繁衍后代的權利。這就導致了人類基因質量的下降。更嚴重的是,現(xiàn)代生活同時改變了人類的生活方式,例如,人類更少的運用發(fā)達的四肢和毛發(fā),科學家語言,將來有一天,人類將會變成四肢羸弱,禿頭禿腦的怪物。人類正在往退化的方向前進。如何讓人類在現(xiàn)代社會中以及未來的生活方式和社會進步中依然保留甚至產(chǎn)生優(yōu)秀的基因以至于不退化呢？基因治療是關鍵。有了基因治療,人類可以定向的,有目的的向個體導入優(yōu)秀的基因,甚至可以修復有缺陷基因的個體。在未來的世界中,基因治療的前景是廣泛的,不可預測的。

1 什么是基因治療

基因治療是指將外源正?；驅氚屑毎?以糾正或補償因基因缺陷和異常引起的疾病,以達到治療目的。也就是將外源基因通過基因轉移技術將其插入病人的適當?shù)氖荏w細胞中,使外源基因制造的產(chǎn)物能治療某種疾病。

基因治療的靶細胞主要分為兩大類:體細胞和生殖細胞,如今開展的基因治療只限于體細胞。生殖細胞的基因治療是將正?；蛑苯右肷臣毎?以糾正缺陷基因。這樣,不僅可使遺傳疾病在當代得到治療,而且還能將新基因傳給患者后代,使遺傳病得到根治。體細胞導入治療可以治愈帶有基因缺陷的個體,生殖細胞介入治療不但可以糾正缺失基因,還可以將優(yōu)秀的基因導入生殖細胞內,使后代表達出優(yōu)秀的性狀。

2 基因治療的方法

基因矯正:糾正致病基因中的異常堿基,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?；?/p>

—ATTGACTAGGTAGATCATGGAGTGACT—

—TAACTGATCCATCTAGTACCTCACTGA—

基因置換:指用正?；蛲ㄟ^同源重組技術,原位替換致病基因,使細胞內的DNA 完全恢復正常狀態(tài)。

基因增補:把正?；驅爰毎?通過基因的非定點整合使其表達,以補償缺陷基因的功能,或使原有基因的功能得到增強,但致病基因本身并未除去

基因失活:將特定的反義核酸(反義RNA、反義DNA)和核酶導入細胞,在轉錄和翻譯水平阻斷某些基因的異常表達,而實現(xiàn)治療的目的。

以下是一段有缺陷的基因:

—ATTAGGATCACGCTACCAGCAATAGCGATCGATC—

—TAATCCTAGTGCGATGGTCGTTATCGCTAGCTAG—

正常情況下,轉錄出來應該是這樣的:

—ATTAGGATCACGCTACCAGCAATAGCGATCGATC—

—UAAUCGUAGUGCGAUGGUCGUUAUCGCUAGCUAG—

某些RNA分子不能編碼蛋白質,但它的核苷酸序列可以和某些RNA結合,從而阻斷了異?；虻谋磉_。更重要的是,這一類核苷酸可以人工合成。

—UAAUCGUAGUGCGAUGGUCGUUAUCGCUAGCUAG—

—AUUAGCAUCACGCUACCAGCAAUAGCGAUCGAUC—

通過和致病RNA的結合,它阻斷了有缺陷的基因的表達。達到了治愈的目的。以上基因治療通常局限于個體。其中基因增補和基因失活都不同程度地保留了有害基因,所以,基因置換和基因矯正可以用于治療有缺陷的生殖細胞,從而阻止有缺陷的嬰兒的產(chǎn)生。

3 基因轉移的方法

(1)特異正?；虻姆蛛x與克隆:在當代分子生物技術條件下,一般來說,只要有基因探針和準確的基因定位,任何基因都可被克隆。如今既可人工合成DNA探針,還可用DNA合成儀在體外人工合成基因。

(2)外源基因的轉移:基因轉移是將外源基因導入細胞內,其轉移方法較多,其中包括物理方法,化學方法和生物(病毒)方法。

(3)同源重組法:同源重組是將外源基因定位導入受體細胞的染色體上,在該座位因有同源序列,通過單一或雙交換,新基因片段替換有缺陷的片段,達到修正缺陷基因的目的。如在新基因片段旁組裝一Neo基因,則在同源重組后,因有Neo基因,可在含有新霉素(neomycin)的培養(yǎng)基中生長,從而使未插入新基因片段的細胞死亡。對于體細胞基因治療,體外培養(yǎng)細胞的時間不能過長,篩選量大,故在臨床上應用也受限制難以進行。

病毒介導基因轉移:病毒介導基因轉移是通過轉換方式完成基因轉移,即以病毒為載體(vector),將外源目的基因通過基因重組技術,將其組裝于病毒上,讓這種重組病毒去感染受體宿主細胞,這種病毒稱為病毒運載體。

4 前景

1991年,我國科學家進行了世界上首例血友病B的基因治療臨床試驗,目已有4名血友病患者接受了基因治療,治療后體內IX因子濃度上升,出血癥狀減輕,取得了安全有效的治療效果。但對于生殖細胞的治療還處在初步發(fā)展甚至停滯的階段。主要問題是生殖細胞的介入治療主要適合于排卵周期短和次數(shù)多的動物,不是很適合人類。再說,生殖細胞的介入治療會帶來人類社會的各種倫理問題。但生殖細胞的介入治療的廣泛推廣能夠極大地杜絕人類的有害基因遺傳給下一代,而使人類正常的基因甚至是優(yōu)秀的基因得以保留。對于未來世界的人類來說,生殖細胞的基因治療是很重要的。因為這事關到人類的千秋萬代的生存和發(fā)展。

5 討論

基因治療能夠比較徹底地改變人的基因,使患有基因缺陷疾病的個體以及他們的后代得到更好的生存和發(fā)展,但基因治療也會帶來一些醫(yī)學上和倫理上的問題。首先談一下醫(yī)學上的問題。通過基因修補,我們能夠替代或者抑制有害的基因,但萬一我們合成了一個對其個體有害的基因呢？例如上面的例子—ATTGACTAGGTAG ATCATGGAGTGACT—

—TAACTGATCCATCTAGTACCTCACTGA—

和—UAAUCGUAGUGCGAUGGUCGUUAUCGCUAGC UAG—

—AUUAGCAUCACGCUACCAGCAAUAGCGAUCGA UC—萬一合成了致癌基因或者合成了致癌蛋白呢？(紅色部分是致癌基因以及轉錄翻譯出來的致癌蛋白質)。結果不得而知,也不堪設想。再說到倫理問題和社會問題。首先,這會不會成為富人或者有權人的專利？這會不會讓未來的社會產(chǎn)生基因歧視？沒有優(yōu)等基因的個體何以生存？科學技術是一把雙刃劍?？茖W進步往往帶來相應的社會問題和倫理道德問題。如何解決這些問題,如何讓科學發(fā)展對社會產(chǎn)生更有利的影響,是人類值得思考的問題。但無論如何,科學的進步給人類社會帶來的積極影響是大于負面影響的。我們不能因為科學技術可能帶來的某些問題而限制科學的發(fā)展。相反的,我們更應該促進其發(fā)展,找到解決問題的方法。同時,活在現(xiàn)在的我們不但要學會用歷史眼光看待歷史問題,也同時要用發(fā)展的眼光看待未來的問題。