早在20世紀(jì)初，醫(yī)學(xué)研究者就發(fā)現(xiàn)，某些疾病的誘因其實(shí)是基因缺陷。1909年，遺傳學(xué)家 Archibald Garrod 就指出，一些家族中流傳著“天生的新陳代謝紊亂”，與著名的“孟德爾遺傳學(xué)說”不謀而合。受此激發(fā)，20實(shí)際40年代，George Beadle 和 Edward Tatum 在斯坦福大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)了，各種新陳代謝酶與之相對應(yīng)的基因片段，分離特定基因后，細(xì)胞就不能產(chǎn)生相應(yīng)的酶。并由此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。數(shù)十年后，今天我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，基因突變可以導(dǎo)致的疾病有數(shù)千種之多。
如果某種疾病的起因是基因缺陷，那么治療起來就有據(jù)可循：修復(fù)該基因。但具體治療操作卻不簡單，因?yàn)榫庉嬋祟怐NA的難度相當(dāng)大。所以醫(yī)學(xué)上采用了更加可行的方法，如果可行便用藥物治療。藥物可以緩解遺傳疾病帶來的痛苦，但卻不治本，患者需要終身服用藥物。不過對某些遺傳疾病而言，一般治療方法效果也很明顯，并且代價(jià)也不會太高昂。比如苯丙酮酸尿癥，患兒只需在日常飲食中盡量少攝入苯基丙氨酸，幾乎就可以避免所有并發(fā)癥。然而，對很多遺傳疾病而言，基本的治療手段還是無法達(dá)到目標(biāo)。因此，科學(xué)家們一直都在探索人類基因有效的編輯技術(shù)。
不過步伐卻相當(dāng)緩慢，而且一些大膽的嘗試還大大挫敗了醫(yī)學(xué)界。1999年，18歲的 Jess Gelsinger 在接受一項(xiàng)基于病毒的基因療法后，身體產(chǎn)生了嚴(yán)重的免疫反應(yīng)。直到數(shù)十年后的2012年，歐洲才獲批了第一項(xiàng)基因療法，而這一療法仍沒通過美國食品和藥物管理局的認(rèn)證。
然而，最近幾年，基因療法似乎迎來了一股突如其來的春風(fēng)。同是在2012年， 瑞典于默奧大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校的 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer A. Doudna 等研究者表示，可利用釀膿鏈球菌的 CRISPR/Cas9 酶實(shí)現(xiàn)基因編輯。而之前科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，鋅指核酸酶(2003年)和轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶(2011年)同樣可以用來實(shí)現(xiàn)基因編輯。在這三大酶的幫助下，使人體基因精確編輯成為現(xiàn)實(shí)。它們無疑為遺傳疾病探究領(lǐng)域注入了一支強(qiáng)心針。
它們同樣可以革新基因療法嗎？最新研究表明，已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)。意大利圣拉斐爾生命健康大學(xué)和加州 Sangamo 生物科技公司前不久剛公布，可以利用鋅指核酸酶，成功修復(fù)嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷癥患者骨髓細(xì)胞基因。雖然研究者們沒有將修正后的細(xì)胞再植入患者體內(nèi)，但如果這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)，這個(gè)程序比不可少。
另外，最近德國蒂賓根大學(xué)的研究者們，也成功修復(fù)了帕金森患者的細(xì)胞基因。過程中并沒有使用患者的腦細(xì)胞，而是皮膚細(xì)胞，修復(fù)后首先培育成骨髓干細(xì)胞，再培育成神經(jīng)細(xì)胞。采用鋅指核酸酶技術(shù)修復(fù)GBA1基因中的片段，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)細(xì)胞的功能恢復(fù)了正常狀態(tài)。表明，這一過程同樣可以用于制作健康的細(xì)胞，再植入到帕金森患者的腦部。
這些研究并沒有完全停留在實(shí)驗(yàn)階段，鋅指核酸酶基因療法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了HIV治療的成功案例(也有巧合性)。而接下來基因療法的目標(biāo)將是 AIDS 和 白血病這類，因?yàn)檫@些帶病細(xì)胞的相關(guān)基因更易清除，編輯甚至是再植入。而最新的 CRISPR/Cas9 技術(shù)，可以幫助實(shí)現(xiàn)身體其它部位細(xì)胞基因的編輯。據(jù) MIT 報(bào)告，通過向血液注入 CRISPR/Cas9 酶，可以修復(fù)小白鼠肝臟細(xì)胞的基因。
基因修復(fù)技術(shù)成熟后，基因療法的難題將越來越小。然而，如果技術(shù)成熟后被濫用會造成何種后果呢？科學(xué)家曾指出，即使對基因進(jìn)行某種細(xì)微的改變，人體也會出現(xiàn)巨大的變化。比如，可以通過基因技術(shù)達(dá)到增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)，改變?nèi)梭w的外貌特征的效果？防止生出來的小孩是同性戀，父母也可以通過改變自身基因來實(shí)現(xiàn)？這些科幻小說中的想象，可能不都是空想。畢竟，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)到來。
