基因療法讓“蝴蝶男孩”重獲新生

丁佑

危在旦夕的“蝴蝶男孩”

2015年6月，7歲男孩哈桑被送進(jìn)了德國(guó)波鴻魯爾大學(xué)附屬兒童醫(yī)院。他看起來像是受到了大面積燒傷：通體血紅，皮膚布滿傷口和水泡，全身多處嚴(yán)重感染。但這種慘狀并非由燒傷造成，而是一種可怕疾病的后果。

哈?；加泻币姷南忍爝z傳病——大皰性表皮松解癥（EB）。由于基因缺陷，EB患者皮膚中的某些蛋白結(jié)構(gòu)異常、失去了應(yīng)有的功能，這使他們的皮膚變得異常脆弱，即使是輕微的摩擦也有可能造成皮膚破損。對(duì)一些病情嚴(yán)重的患者而言，連穿脫衣服也是一場(chǎng)酷刑。他們的皮膚脆弱如蝴蝶的翅膀，幾乎一碰就壞，因此EB也被稱為“蝴蝶病”。在大多數(shù)情況下，EB的癥狀從出生開始就很明顯，許多患有EB癥的“蝴蝶兒童”都無法活到成年，更不幸的是，在短暫的人生中，他們一直與無止境的傷痛相伴。

哈桑的病是“蝴蝶病”中最為嚴(yán)重的一類——交界性大皰性表皮松解癥。他體內(nèi)負(fù)責(zé)編碼“層粘連蛋白-332”的LAMB3基因出了問題，這種蛋白質(zhì)是維持表皮層與真皮層黏著的關(guān)鍵成分，哈桑皮膚中的這種蛋白不起作用，導(dǎo)致表皮層與真皮層脫離。松弛的表皮缺乏韌性，很容易破損；缺少表皮保護(hù)的真皮很容易受到感染。

入院時(shí)，哈桑已經(jīng)失去了全身60%的表皮，他因嚴(yán)重感染患上了敗血癥，體重只有17千克。各種治療方法都沒能起到明顯的效果，醫(yī)生還曾試圖通過植皮手術(shù)緩解他的癥狀，但因他的身體出現(xiàn)了排異反應(yīng)而作罷。哈桑的身體越來越虛弱，不到兩個(gè)月，他已奄奄一息。醫(yī)生不得不心痛地告訴男孩的父母，他們已經(jīng)無計(jì)可施，建議對(duì)他采取姑息治療，即使用大量止痛藥，讓他在臨死前不那么痛苦；如果他們實(shí)在不愿放棄，那就只能試試一種尚處于試驗(yàn)階段的基因療法。

破繭重生

醫(yī)生們了解到，意大利一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)了一項(xiàng)針對(duì)“蝴蝶病”的新技術(shù)，并在兩個(gè)EB患者身上取得了成功。其具體做法是：從患者身上取一些皮膚細(xì)胞，利用轉(zhuǎn)基因和細(xì)胞重編程技術(shù)將細(xì)胞中的缺陷基因替換為正?；颍缓蟀迅脑旌蟮钠つw細(xì)胞（包括一部分皮膚干細(xì)胞）在體外培養(yǎng)成一片片皮膚，再貼回患者身上。

然而這種療法能否在哈桑身上奏效呢？無論醫(yī)生還是研究人員都沒有很大信心，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)沒有經(jīng)過大量試驗(yàn)驗(yàn)證；而在僅有的兩個(gè)先例中，患者的病情都比較輕，移植的皮膚面積也很小，而哈桑所需的新皮膚占體表總面積的80%。盡管如此，哈桑的父母還是決定抓住這最后一根救命稻草。

經(jīng)過醫(yī)療倫理協(xié)會(huì)和當(dāng)?shù)卣鷾?zhǔn)，基因治療于2015年9月正式啟動(dòng)。研究人員從哈桑的腹股溝處取下了一小塊（面積約4平方厘米）相對(duì)完整的皮膚，在實(shí)驗(yàn)室分離和培養(yǎng)其中的皮膚干細(xì)胞。隨后，研究人員利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將正確的LAMB3基因片段插入皮膚干細(xì)胞的基因組內(nèi)，再把經(jīng)過基因修正的細(xì)胞培養(yǎng)成一片片表皮。研究小組共培養(yǎng)了0.85平方米的表皮，分3批移植回了哈桑身上。

所有的移植皮膚都順利地存活，沒有出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)，這也是理所當(dāng)然，因?yàn)檫@些新皮膚和“原裝貨”相比，只有很微小的遺傳差異。2016年2月，哈桑順利出院。醫(yī)生對(duì)他進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)21個(gè)月的隨訪，結(jié)果令他們十分滿意：哈桑的皮膚在經(jīng)過幾輪細(xì)胞更新之后依然健康，還漸漸生長(zhǎng)出了毛發(fā)。傳統(tǒng)的植皮手術(shù)可無法達(dá)到這種效果，基因療法修正了皮膚干細(xì)胞的基因缺陷，因此由干細(xì)胞分化產(chǎn)生的新的皮膚細(xì)胞也都是健康的。哈桑身上還有近20%未被更換的皮膚，這些皮膚仍然比較脆弱，他的醫(yī)生正在考慮進(jìn)行更多的皮膚更新。

哈桑已經(jīng)恢復(fù)正常上學(xué)，他現(xiàn)在能和其他孩子一樣自由自在地運(yùn)動(dòng)，不用擔(dān)心普通的觸碰會(huì)給他帶來傷害。經(jīng)歷過長(zhǎng)久的痛苦之后，“蝴蝶男孩”終于破繭重生。

基因療法，曲折的發(fā)展之路

雖然治愈哈桑的療法是一種新技術(shù)，但基因療法或基因治療并不是什么新概念。早在20世紀(jì)60年代，就有遺傳學(xué)家提出了基因治療的理念：對(duì)于由基因缺陷造成的疾病，可通過向細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入正?；騺磉M(jìn)行治療。不過，以當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平還完全無法實(shí)現(xiàn)基因治療。

在之后的二三十年中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了多種用于操縱基因的工具——限制性核酸內(nèi)切酶、逆轉(zhuǎn)錄酶等，基因工程技術(shù)逐漸發(fā)展。其中，病毒載體的發(fā)現(xiàn)為免疫療法的實(shí)現(xiàn)奠定了重要基礎(chǔ)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，病毒感染宿主細(xì)胞后，其自身的DNA會(huì)在細(xì)胞中復(fù)制和表達(dá)。他們由此想到，如果將病毒的部分基因替換成動(dòng)物或人類的某個(gè)基因，再用改造后的病毒侵染某種細(xì)胞，也許能使目的基因在這種細(xì)胞中表達(dá)。研究人員不斷地實(shí)驗(yàn)，對(duì)病毒進(jìn)行了更多改造，使其無法致病且更難被宿主的免疫系統(tǒng)識(shí)別。這種經(jīng)過改造的病毒就是病毒載體，用以搭載目的基因進(jìn)入動(dòng)物細(xì)胞。腺病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒是最常用的病毒載體。

1990年，美國(guó)國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局正式批準(zhǔn)了第一個(gè)基因治療臨床試驗(yàn)，一名患有先天性腺苷脫氨酶（ADA）缺乏癥的4歲女孩接受了治療。研究人員通過腺病毒載體將正常的ADA基因?qū)胨陌准?xì)胞中，獲得了明顯的治療效果。這個(gè)試驗(yàn)的成功引起了科學(xué)界和公眾的注意，全世界掀起了基因治療研究的熱潮。

然而，基因治療在剛開始發(fā)展不久后就受到了嚴(yán)重挫折。1999年，一名18歲的美國(guó)青年在一項(xiàng)基因治療試驗(yàn)中，因?qū)ψ⑷塍w內(nèi)的腺病毒載體產(chǎn)生了強(qiáng)烈免疫反應(yīng)，在接受治療3天后因器官衰竭去世。這一事件發(fā)生后，基因治療的安全性受到公眾的質(zhì)疑，科學(xué)家們的態(tài)度也變得更為謹(jǐn)慎和低調(diào)，基因治療的熱度逐漸冷卻。

盡管不再受大眾關(guān)注，但基因療法的研究一直在繼續(xù)。隨著研究的深入，更安全的載體和更成熟的基因編輯技術(shù)提升了治療的安全性和療效，越來越多成功的案例使醫(yī)藥行業(yè)的研究人員和投資者漸漸恢復(fù)了信心。2012年，歐洲首次批準(zhǔn)了一種基因療法，用于治療罕見遺傳病“脂蛋白脂酶（LPL）缺乏癥”。2017年，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了3種基因療法上市，其中兩種用于癌癥治療，一種用于治療遺傳性視網(wǎng)膜病變。后者的批準(zhǔn)被認(rèn)為是基因療法發(fā)展中里程碑式的事件，這標(biāo)志著基因治療的應(yīng)用范圍將從癌癥向更多疾病擴(kuò)展。基因療法經(jīng)過曲折的發(fā)展，終于迎來了黃金時(shí)代。