科学家研究基因替换疗法 失明脑癌等将被治愈

　　据《大众科学》报道，失明、脑癌和植物人这三种看似无法治愈的症状，将在昌明科技下得以实现治愈。科学家已经着手研究一种新的基因疗法，用好的基因替换坏的、破损的基因。下面是一些有希望成功底的初步的成果。



恢复视力——医学前沿畅想

恢复视力

挑战：一种遗传性疾病会使儿童的视力下降，并在成年后致盲。

根治方法：用健康的基因替换有缺陷的基因。

现状：3至5年内通过美国食品及药物管理局（FDA）批准

每天早上闹钟响起时，塔米·豪斯都不敢睁开她的眼睛。过去3年里，她的视力已逐步下降至一片褐色的阴霾。她无法分辨出海洋和天空，或者辨认某人的容貌。这位有着三个孩子的45岁母亲知道，最终有一天，当她醒来时，世界将是一片漆黑。但就在医生向她的眼睛注入新的基因几个星期之后，她已经能够看清楚冰箱的门。  4个月后，她能亲眼看着自己12岁的女儿投三垒了。

豪斯患有雷伯氏先天性黑内障(LCA)，一个单基因的缺陷阻止了视网膜产生对维持眼睛光受体健康起至关重要作用的蛋白质。对于大多数患者来说，在童年视力就开始失去。如果不采取治疗，毫无疑问，她，或者其他任何患者，最终将完全失明。但豪斯属于11个例外的幸运儿之一，他们参与了最近在费城儿童医院进行的临床试验，参与试验的患者年龄从8岁到33岁，“我是最老的，最瞎的先头兵，”  豪斯开玩笑说。他们接受了视网膜细胞附近的基因注射，以帮助修补他们的光受体。虽然参与试验时，大多数患者的视界已经成为像豪斯一样的褐色阴霾，但到现在为止，至少有6名患者的状况有所改善，法律上他们已经不再被视为失明。

该疗法源于美国宾夕法尼亚大学医学院的分子遗传学家让·贝内特近20年来对老鼠和狗的遗传性失明的研究。随着进一步的研究，贝内特表示，她可以在三年内开发出药物，使视网膜手术能够治愈雷伯氏先天性黑内障。但她没有就此止步。在美国出生的孩子中，每年只有5个孩子的雷伯氏先天性黑内障与豪斯为同一类型，但是从一个少见的单基因缺陷入手，是开发更普遍的治疗模型的一个很好的途径。  “我们的成功表明，这种技术是可行的，”贝内特说。  “我们认为这可能作为很多不同的致盲性疾病的一个平台。”她表示，十年内利用类似的治疗方法可以改善与其他基因突变有关的视力问题，如视网膜色素变性和黄斑变性。

豪斯，像参与初步研究的其他病人一样，只在一只眼睛接受了注射（另一只眼睛不接受治疗作为对比）。  “尽管说我贪心吧”，她说，“我不断提醒医生，请他不要忘记治疗我的另一只眼睛。  “今年春天，贝内特和她的同事希望继续对年龄更小的LCA患者进行双眼的的基因治疗试验。贝内特目前正在申请额外的资金来进行更大型的试验来完成她的第一批12名患者的治疗。她希望资金能尽快到位——一旦所有的视网膜细胞死亡，新的基因也无力回天：“我们这是和时间在赛跑。”

如何修复视网膜细胞——将携带健康基因副本的病毒注入眼睛的视网膜色素上皮细胞附近，该病毒侵入细胞，把新基因转换成蛋白质，为视杆细胞和视锥细胞提供形成吸收光线、产生视觉的色素所必需的维生素A。



逆转自闭症

挑战：X染色体上的突变是最常见的自闭症病因。

根治方法：抑制受体使大脑活动放慢到正常水平。

现状：今年秋天可能进入第二阶段（人类）试验

马克贝尔的小鼠感觉不舒服。他们表现的很具有进攻性，学习缓慢，并在发作时持续抽搐——脆性X综合征的典型迹象。但是，当麻省理工学院神经学家稍稍调整老鼠大脑的一个受体后，他们开始表现的像正常鼠一样了。现在他计划在人身上做同样的事情。

脆性X综合征，一个X染色体上的基因突变，是遗传性智力障碍最常见的来源，每4000名男孩和每6000名女孩中就有一名儿童患有该症。这也是自闭症的最常见原因。虽然患者也许能够认出在一个停车场中父母的车，但他们无法进行大多数日常工作。目前只有一种药物可以治疗综合症的明显征兆，如焦虑感和侵略性。  而贝尔的药物在综合征的物理起因上起作用。

在对小鼠的研究中，他知道了这种病使神经元的mGluR5受体发出大量的信号，通知细胞产生蛋白质。蛋白质过剩导致神经元，形成比正常情况下更多的到其他神经元的连接，导致神经指示传播到太多的细胞而发生混乱。贝尔的药物，称为STX107，可以抑制受体，削减与脆性X染色体相关联的蛋白质的生产过剩到一个正常的范围内。他的公司“海滨治疗”（  Seaside  Therapeutics），计划今年秋季在患者身上试验STX107。如果这种药物在人身上也能起到同样的效果的话，将是向治疗其他原因导致的自闭症迈出的第一步。

逆转自闭症——脆性X神经没有能力将从mGluR5受体收到的信息静音，从而导致生产过剩的蛋白质。  STX107和受体结合在一起，挫伤其效率，减缓蛋白质生产到正常情况。



唤醒大脑

挑战：只有3%到7%的植物人或最小意识状态患者可以恢复。

根治方法：通过刺激脑部使病人恢复生机。

现状：在一个专门诊所中应用

球刚刚从史蒂芬·多玛斯基手中投出，就被击球手击了回来，重重的打在他的胸口，然后他的心脏停止了跳动。医生把这位当时只有12岁的投手放上了生命维持机，下结论说他永远不会从植物人状态醒来了。神经学家菲利普·德·菲纳了解情况后，为多玛斯基制订了特殊的治疗计划。6个星期后，这名男孩醒来了。  多玛斯基的第一个医生说这次恢复纯属侥幸。  “我们为我们创下的’侥幸成功’记录感到骄傲，”德·菲纳说。他和他的同事有不止一次的“侥幸成功”：他们成功使84%的病人从最小意识或植物人状态醒来。在全美范围内，这个比率低于7%。

像多玛斯基这样的病人在新泽西州的凯斯勒研究所接受德·菲纳和乔纳森·费卢斯的治疗时，他并不会得到标准的“维持生命”的药物治疗。相反，他们用鸡尾酒疗法治疗病人，以启动他们的大脑。首先，医生使用兴奋剂促使增强情绪的多巴胺增加，同时用通常用于治疗抑郁，焦虑和帕金森氏症的药物激发大脑。然后，使用盐酸烯丙羟吗啡酮（Narcan），一种用于治疗海洛因滥用，防止自然内啡肽放缓返回到意识的药物。

两周后，医生将电极连接到手腕，将脉冲发送到大脑。冲击将血液引向大脑，增加氧气和葡萄糖——脑进行日常功能的关键食品——20%的水平。第五周，对患者使用维生素，氨基酸，草药和矿物质，减少细胞压力，促进正常的突触传递。这种治疗方法已经使43个植物人或最小意识状态的病人苏醒，无重大副作用。

因为320,000名从战争中返回脑损伤的退伍军人，美国国防部产生了对这些患者的治疗方法的兴趣，并授予德·菲纳所在机构国际脑研究基金会640万美元  ，  以找到这种治疗方法有效的原理。但病人的治疗仍是重点，费卢斯说。  “我们首先要看到治疗的效果，然后才是关心它的工作原理。”

唤醒大脑——电极通过每个手腕中神经发送电信号，沿脊髓而上到达丘脑——大脑中的主要中转站。电子活动激发大脑，并增加氧和葡萄糖丰富的血液流向大脑皮质——大脑的控制认知功能，个性和情绪的领域。科学家认为，这有助于刺激新的轴突的生长，重建受损区域和大脑皮层之间的连接。



消灭脑肿瘤

挑战：每年，最常见的恶性脑肿瘤导致超过1.2万美国人死亡。

根治方法：将肿瘤的蛋白的  注射给病人，训练免疫系统对抗癌症。

现状：进入第二期临床试验

胶质细胞瘤的确诊就像是一纸死刑判决书。一位外科医生可以在保证安全的情况下删除尽可能多的脑肿瘤，并制订化疗和放射治疗，但癌症还会继续增长。少数幸运的患者可以存活5年，大多数只能存活几个月。现在，旧金山加州大学神经外科医生，安德鲁·帕尔萨，制定的治疗方法，可增加病人的生命数年。

对伯尔萨的计划我们并不陌生：以疫苗帮助身体对抗流感相同的方式，利用病人的免疫系统，以打击极具侵略性，持久性的癌症。帕尔萨删除肿瘤后，他用特定的肿瘤蛋白质和叫做热休克蛋白的运送复合物炮制出疫苗，并注入病人体内，持续四个星期。这就武装好了免疫系统产生战斗白血细胞，又称T细胞，它可以找到并杀死任何匹配肿瘤蛋白质的新的癌细胞。

2008年12月帕尔萨的初步研究中，  12名接种过疫苗的患者在诊断出胶质细胞瘤后平均延长了10个月的寿命。去年11月，伯尔萨开始了一项新的研究，在10名新诊断出胶质细胞瘤的患者身上进行，迄今为止，报告显示这些患者有相同的快速免疫反应，这是疫苗正常工作的信号。尽早开始治疗，可以延长他们的生命更长的时间，他说，  “我们有可能将这个可怕的癌症变成一个简单的，可控的慢性疾病。”



如何消灭脑肿瘤

如何消灭脑肿瘤：

1.  保证安全的情况下删除尽可能多的脑肿瘤组织[粉红色]。

2.    分离出脑肿瘤特有的蛋白[蓝，紫]，结合进疫苗。

3.    向病人注射疫苗。抗原呈递免疫细胞  [浅蓝色]将肿瘤蛋白信息呈递给T细胞[橙色]

4.  T  细胞找出并摧毁匹配蛋白特征的新癌细胞，而同时留下健康细胞[绿色]。



本文译自/大众科学  译/易言