用作疾病遗传学相关研究,寻找疾病发病机理…… 这是基因编辑技术正确打开方式

齐鲁晚报 2018-11-28 05:30 大字

近日,基因编辑婴儿事件引发舆论轩然大波。自2000年人类基因组工作草图完成以来,基因工程技术得到了突飞猛进的发展,在医学检验、药物、生物技术等方面得到了广泛应用。不过专家表示,目前人类对基因的认识还十分有限,但是发展前景广阔。具体到基因编辑技术,其应用的一个重要方向是疾病遗传学相关研究。但是,目前并没有临床应用,尚处于科学研究和动物试验阶段。

本报记者陈晓丽王小蒙

基因检测技术

可应用于疾病筛查

山东大学附属生殖医院生殖遗传科主任颜军昊介绍,基因编辑双胞胎是在第三代试管婴儿技术基础上的技术改造。第三代试管婴儿技术即胚胎植入前遗传学检测,也是基因技术检测在临床的一项广泛应用。试管婴儿一次产生的多个胚胎,在胚胎发育到囊胚期时取四到五个细胞,提取DNA进行分子遗传学的相关检测,选出未见异常的胚胎。

“通过该技术,目前已知的染色体疾病和明确致病基因的单基因病,如先天性耳聋、血友病和地中海贫血等,都能大大降低发生率。”颜军昊说,目前已知人类超过八千种遗传病,已经明确致病基因的,都可以在基因层面提前检测。

“无创DNA产前检测也是利用基因技术,用于检测胎儿基因缺陷。”山东省千佛山医院医学研究中心主任、泰山学者常晓天介绍道,无创DNA产前检测,在医学上又被称为产前DNA高通量二代测序。孕妇的外周血里存在来自胎儿的游离DNA片段,并且随着孕周增大而增多,抽取5-10毫升孕妇外周血就可以检测其中的胎儿DNA。

据介绍,目前无创DNA产前检测基本用于检测三种染色体疾病:唐氏综合征(21-三体综合征)、爱德华氏综合征(18-三体综合征)、帕陶氏综合征(13-三体综合征)。

个性化用药是

基因技术应用重要方向

“个性化用药是基因技术应用的一个重要方向”,常晓天介绍,现在在个性化用药方面应用比较多的是肿瘤靶向药物。通过基因检测这些药物靶标,可以制定特异性选择药物方案,使得药物精准作用于癌变细胞和分子。

近年来,随着基因工程技术的发展,医学在不断寻求新的治疗突破点时,基因药物引起了医疗界大量关注。基因药物通过干扰或修复疾病基因的表达达到治疗目的,不过,目前这类药物尚处于初步探索阶段。

“CAR-T就是其中一种,属于细胞疗法。”常晓天解释道,具体来说,就是从肿瘤患者身上分离出免疫系统的T细胞,然后通过基因技术修饰T细胞,提高其识别和杀灭肿瘤细胞的能力,经过体外培养,再回输到患者体内。不过,目前CAR-T细胞治疗技术在国际上还处于临床试验阶段。

与此同时,还有些小分子RNA干扰药物也在研发过程中,据常晓天介绍,小分子RNA干扰药物发挥的是基因沉默剂的作用,期望通过药物来沉默那些可能导致疾病的基因表达。

基因编辑技术

多处于试验阶段

据了解,基因编辑是分子生物学的一种研究技术,自最初发现CRISPR-Cas9以来,其应用的领域迅速扩大。用作疾病遗传学相关研究是其中一个重要方向,目的是为了找到疾病的发病机理。但是目前并没有临床应用,只是在科学研究和动物试验阶段。

“目前还处于早期阶段,会在动物模型(即实验室动物)上使用CRISPR-Cas9技术。”颜军昊解释道,通常在动物上进行基因敲入或者是基因敲除,以便创造一个新的疾病模型,来确定一些遗传疾病的致病基因,并进行相应的治疗药物的研究。

因为小鼠拥有人类90%以上的基因,因此通常被用作研究CRISPR-Cas9治疗潜力的试验对象。例如小鼠实验表明,CRISPR-Cas9可以消除与假肥大性肌营养不良(DMD)相关的缺陷基因,抑制神经性舞蹈病蛋白质的形成,消除HIV感染等。

与动物研究相比,受限于伦理和监管问题,编辑人类DNA的CRISPR-Cas9实验相对来说比较少。

人类对基因功能认知

仍非常有限

尽管如今基因技术已经在医疗领域进入临床应用,但是要想通过基因技术预测和预防疾病,或者期望通过基因技术攻克疑难杂症,从现在来看,仍然有些为时尚早。

常晓天解释道,目前针对所有疾病和药物的基因研究,基本上都是从单基因层面进行,“但是单基因导致的疾病非常少见,绝大部分都是多基因相关疾病,如今还少有多基因联合用药,但这也是未来的发展方向。”

这主要局限于人类对基因的认知。常晓天表示,人类有37000-40000个基因,对于每个基因各自的功能,以及他们之间复杂的相互关系,目前的认知还非常有限,“在这个层面来说,人类仍处于盲人摸象的阶段”。

除了基因认知层面的限制,疾病的发生发展受基因以外多种因素的影响,例如生活习惯、环境等,因此,即便存在疾病易感基因,也并不意味着一定会患病。

不过值得期待的是,如今基因测序正在飞速发展。常晓天说道,这就要求尽快完善、跟进相关政策和法律,以加强监管。

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