导读：
上一期介绍了基因导入系统的组成和作用。基因导入系统是基因治疗的核心技术，也是实现“精准”的关键所在。本期我们总结一下基因治疗针对的疾病对象的层级，以及基因治疗的设计原理，从而了解基因治疗如何朝向精准发展。
二、基因治疗针对的疾病对象
最初，基因治疗是针对基因缺陷引起的疾病、通过基因导入的方法，进行基因替代、补偿和纠正以达到纠正或补偿异常功能的目的。遗传病，尤其是单基因遗传病显然成为基因治疗的首选对象。然而，由于基因治疗的理念颠覆了传统的药物治疗，是一种全新的医学治疗模式，因此它一经产生，就被研究者们用到了除了遗传病之外的各种疾病，包括肿瘤、心血管病、神经系统疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病等的研究中。
基因治疗针对的疾病对象可以分为三个层次：病因、病变、病症。这种分类可以帮助我们设计和理解每个基因治疗方案的目标和设计方案。在这三个层次上都可以设计基因治疗的精准性方案。
■针对病因
针对病因进行基因治疗是最为理想的，也最能体现治疗的精准性。这方面的典型案例就是单基因遗传病。正是由于基因治疗为这些无药可治的遗传病提出了“一劳永逸”的治愈可能性，使得人们对它充满了期待。事实上，西方国家的基因治疗正是从单基因遗传病上取得突破的。年美国报道遗传性视网膜病黑矇症患儿获得治愈；血友病B基因治疗临床试验被报道取得巨大成功；先天性严重免疫缺陷患儿（“泡泡娃”）用基因治疗方法治愈；治疗脂蛋白脂酶缺乏症的基因治疗药物AAV1-LPL(SX，商品名：Glybera)年12月被EMA委员会推荐申请上市，成为西方世界第一个正式获批上市的基因治疗药物。这既是基因治疗历史上的重大事件，也是罕见病药物历史上的标志性事件。
■针对病变
虽然针对病因的治疗是我们追求的目标，然而由于疾病致病因素的复杂性以及病程演进导致的损害和功能障碍，在很多情况下不得不退而求其次地追求针对病变的治疗。大多数的疾病治疗都是针对病变进行的。比如肿瘤，它往往不是一个单一因素引起的，我们采取各种手段来消除发生肿瘤病变的组织并希望控制其转移和复发。十分有趣的是，基因治疗在针对病变的层面也开展了大量的工作并取得了显著成效。最为成功的例子当然是肿瘤的免疫细胞治疗如CAR-T疗法，从基因治疗的角度，CAR-T免疫细胞治疗就是一种exvivo转基因治疗，只是所转入的基因并不是经典的有治疗功效的基因，而是把转基因作为一种武装和教育T细胞的手段，其目标就是消灭有某种特殊标识的细胞。溶瘤病毒是另一种消灭某种病变细胞的策略，美国上市的T-Vec是一种携带了GM-CSF基因的改造的单纯疱疹病毒，自然也是一种针对病变的基因治疗。针对一些病因不明确的退行性病变而采用的营养因子（如NGF,BDNF,GDNF,IGF-1等）基因治疗也是这个方面的例子。
■针对病症
针对病症的治疗的目的是解除症状和危象，即使找不到病因或病变。在这个层面一般不需要或无法动用基因治疗。但是对于那些无法找到或处置病因病变的疾病，也有人在尝试用基因治疗。比如高血压、青光眼、帕金森氏病、疼痛等。这类疾病采用基因治疗的目的往往是由于其症状的长期性，药物治疗给病患因需要日常治疗而造成生活上极大的不便，希望能找到“一劳永逸”的治疗办法。但是，由于基因治疗还处于发展的早期，从法规上往往不容易通过针对那些已经有比较有效的现成药物或疗法的疾病、或发展很缓慢的慢性疾病的基因治疗方案。因此，这些基因治疗往往限于研究探索阶段。
三、基因治疗的原理设计
基因治疗的精准性从原理设计开始。
■基因替代或补偿
针对基因突变引起的疾病，通常的基因治疗策略是导入一个正常的基因来弥补，但并不处置突变的基因。往往把这种方式称为基因替代（genereplacement）或基因补偿（genesupplement）。基因替代和补偿主要用于隐性遗传病。将一个具有正常功能的基因及表达元件通过病毒载体或非病毒载体导入有因基因突变而导致功能异常的细胞中，或者导入到机体里其它部位，通过表达具有功能的蛋白分泌入血来补偿缺失的功能，由于技术手段的限制，目前开展临床试验的遗传病基因治疗大多数是针对单基因隐性遗传病。多数血友病的基因治疗就是这样的例子。对于致病基因是显性基因的显性遗传病，并不能通过导入一个正常基因来进行基因治疗，而是要补偿正常的基因功能的同时阻断致病基因的表达。
■基因阻断或下调
阻断或下调基因的表达是某些疾病基因治疗的重要策略。在慢性病毒感染性疾病、肿瘤、自身免疫性疾病等的基因治疗方案设计中都有采取这种策略的例子。基因阻断或下调的技术方法包括小干扰RNA（siRNA）、核酶（Ribozyme）、microRNA等在RNA水平的阻断或下调表达。而锌指酶、TALEN、CRISPR等基因编辑（geneediting）技术的出现，使人们可以直接“删改”基因，实现DNA水平的阻断。在蛋白水平的阻断则是通过导入可溶性受体、配体或抗体等阻断性蛋白基因来实现。
■基因纠正
突变或缺失基因的原位纠正，是自基因治疗概念产生以来就树立了的一种理想目标，是一种真正意义上的精准治疗。然而，虽然经过很多努力，对细胞内的突变基因进行原位修复或纠错仍旧效率极低。基因编辑技术尤其是CRISPR技术的出现使这种状况有了转机。人们对于把基因编辑技术用于遗传病的基因纠错寄予了很大的期望。尤其是一些显性遗传病，基因编辑技术可以实现定点切除突变基因，加上导入正确的基因片段进行修复，可望实现基因的原位纠错。在实验动物方面，通过基因编辑技术制造疾病模型尤其是单基因遗传病模型的效率也大大提高了。
■可调控表达的基因治疗
有些疾病的基因治疗需要基因的可调控表达。比较常用的小分子药物调控包括四环素调控、雷帕霉素调控等。miRNA的转录后调控也被应用到基因的时序表达设计中。近年来，光调控、磁调控的基因表达研究更使这个领域充满了神奇色彩。相信会有更多更好用的可调控基因表达的元件被发现和发明出来。安全可靠的可调控表达系统无疑是基因治疗技术中的重要环节，也是基因治疗朝向精准发展的重要体现。
■溶瘤病毒基因治疗
溶瘤病毒利用肿瘤细胞与正常细胞在某些基因表达和通路上的差异，对病毒基因进行改造，使其在正常细胞中不复制，只在肿瘤细胞中产毒性复制，从而杀死肿瘤细胞。在溶瘤病毒的基础上，再在其基因组中插入功能独特的外源基因和表达元件，构成一种增强型的溶瘤病毒，成为肿瘤基因治疗中的一种奇特策略。
吴小兵
（未完待续）
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