去病根兒，還得改基因

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目前在臨床中，我們所見的基因療法大多都是根據(jù)患者的基因或者病毒基因來研發(fā)藥物或者制訂治療方案。其實，還可以直接修改患者的基因來治病?；蚴巧眢w生長的密碼和藍(lán)圖，但有時候基因會出錯，造成各種疾病，如果能夠如同修改錯別字一樣修改基因，那錯誤導(dǎo)致的疾病也會隨之消失。

鏈接：基因工程的真相

遺傳物質(zhì)藏在細(xì)胞核內(nèi)，既多又小，要修改它談何容易，到底是如何實現(xiàn)的呢？

第一步：尋找目標(biāo)序列

首先，研究者會用特別的蛋白或者技術(shù)找到致病的基因序列。

第二步：瞄準(zhǔn)DNA

然后，研究者會用生物酶“剪出”選定的DNA。

第三步：操縱DNA修復(fù)系統(tǒng)

細(xì)胞會修復(fù)被剪掉的DNA，這需要用到與其相配的堿基對，研究者會提供“模板”DNA堿基對，這樣細(xì)胞在修復(fù)時就會按照模板生成研究者需要的新DNA。

修改目標(biāo)：成人的干細(xì)胞基因

原因：治療艾滋病

美國已有通過修改基因來治療艾滋病的臨床經(jīng)驗。HIV（艾滋病病毒）感染造成了免疫系統(tǒng)崩潰，其本質(zhì)是HIV攻擊和殺死了免疫細(xì)胞T細(xì)胞，而HIV對T細(xì)胞的感染必須要通過一種名為CCR5的受體。因此，如果摧毀了CCR5受體的基因，就可以阻止HIV的感染。

去年，有研究者瞄準(zhǔn)了艾滋病患者T細(xì)胞中的CCR5基因，并用鋅指核酸酶關(guān)閉了該基因，這使得患者對HIV有了一些抵抗力。而現(xiàn)在，研究者更進(jìn)一步，他們會直接摧毀干細(xì)胞中的CCR5基因，這樣干細(xì)胞分化出的T細(xì)胞就沒有CCR5受體，當(dāng)然也就不會受到HIV的感染。干細(xì)胞是一切細(xì)胞的源頭，有極強(qiáng)的再生能力，修改干細(xì)胞的基因，可以說從源頭上解決了問題。修改T細(xì)胞的基因可能只能維持一段時間的療效，而直接修改干細(xì)胞的基因則能夠一勞永逸，一次修改讓所有新生的T細(xì)胞都不會受到HIV感染。

類似的基因修改方法還能夠用來治療其他疾病。例如，鐮狀細(xì)胞貧血是一種基因突變導(dǎo)致的先天性疾病，患者紅血球中負(fù)責(zé)運輸氧氣的血紅蛋白有問題。通過修改基因，則能夠開啟另一種蛋白運輸氧氣的功能，以代替血紅蛋白的工作，貧血也就被治愈了。

通過修改基因來治療疾病有巨大的好處，但也伴隨著風(fēng)險。當(dāng)我們?nèi)サ艋蛘咝薷囊欢位虻臅r候，很有可能在無意間碰到了旁邊的基因片段，而這有可能帶來負(fù)面影響。如果能夠保證安全，修改成年患者的干細(xì)胞基因?qū)⒅斡芏唷敖^癥”。

修改目標(biāo)：人類胚胎基因

原因：避免先天疾病

雖然實驗中，科學(xué)家們已經(jīng)多次修改動物胚胎的基因，但因為技術(shù)障礙和道德因素，卻一直沒能修改人類的胚胎基因。現(xiàn)在，終于有美國和中國的科學(xué)家在實驗中修改人類胚胎的基因了。中國廣州中山大學(xué)的研究者為了避免產(chǎn)生道德爭論，在基因?qū)嶒炛惺褂昧擞蓛蓚€精子和一個卵子形成的胚胎，這種多精子受精卵能夠發(fā)育幾天，但永遠(yuǎn)也無法發(fā)育成胎兒，因此不存在“扼殺生命”的問題。

中山大學(xué)的研究者修改了胚胎中負(fù)責(zé)制造血紅素的基因，希望以此來避免該基因突變造成的β地中海貧血。研究者使用了一種名為CRISPR的基因組編輯技術(shù)。以往，要在所有基因當(dāng)中找到目標(biāo)基因進(jìn)行修改十分困難，費時費力費錢；而現(xiàn)在，CRISPR技術(shù)則是對基因組進(jìn)行編輯，能夠把過去一年才能夠完成的基因修改工作縮短為一周。

不過，這種技術(shù)用于人類胚胎的基因修改還不太成熟。實驗中，有86個多精子受精卵被修改，但只有4個成功了，其他的受精卵要么目標(biāo)基因沒被修改，要么沒能存活。另外，跟其他基因修改技術(shù)一樣，CRISPR也有可能碰到目標(biāo)以外的基因。如果接受過基因修改的人類胚胎能夠被植入子宮，在植入前，可能還需要仔細(xì)檢查目標(biāo)以外的基因是否保持無恙，以免基因修改在消除了一些疾病時卻造成另一些疾病。到那時，有遺傳病的父母，也能夠生出健康的寶寶。

修改目標(biāo)：線粒體的DNA

原因：避免線粒體疾病

雖然現(xiàn)在還不允許修改人類胚胎的基因，但是英國已經(jīng)允許了修改線粒體。大部分的遺傳物質(zhì)，例如基因都處于細(xì)胞核中，而線粒體作為細(xì)胞的能量來源在細(xì)胞核外有一組獨立的DNA。線粒體的DNA突變也有可能導(dǎo)致疾病，會影響大腦、肌肉和心臟的健康。英國2013年的一個臨床案例中，為了避免母親的線粒體疾病遺傳給孩子，研究者在做試管嬰兒時只使用了母親卵子的細(xì)胞核，然后將其注入到另一個健康卵子的核外物質(zhì)中，最后出生的寶寶雖然是由兩個卵子和一個精子發(fā)育而成，但在基因上，他99%都屬于第一位母親。

在未來，不用再使用兩個卵子這么麻煩了。研究者會為每位患者量身打造一種名為TALENs的蛋白。它能夠找到帶有致病DNA的線粒體，并將其摧毀。而那些健康的線粒體則會存活下來履行職責(zé)。在TALENs的幫助下，有線粒體疾病的母親生出健康嬰兒的幾率將大幅度增加。不過有人擔(dān)心這種治療方法可能帶來副作用，因為摧毀致病線粒體勢必會降低線粒體的總數(shù)量，我們并不清楚，這會對孩子有什么長期影響。研究者將利用試管嬰兒廢棄的胚胎來進(jìn)行進(jìn)一步的研究，希望能夠安全而有效地通過修改DNA來避免線粒體疾病的遺傳。