基因疗法“另辟蹊径”

　　[AD340X300]

    [生物通讯]科学家首次对一种无害病毒进行改造，使其用来纠正而不是替换引起最普通的一种单基因遗传疾病中的遗传缺陷。这种新方法代表了通过基因疗法治疗最常见的遗传性贫血－－地中海贫血的一种新方法。地中海贫血是一种遗传性血液疾病，会导致血液细胞中携带氧的蛋白质－－血红蛋白的产量不足。 血红蛋白产量不足是由于编码这种蛋白质的遗传密码缺陷导致。

    科学家探索通过基因疗法治疗这种疾病的可能性已有20多年了；但直到最近才看到希望的曙光。这篇来自北卡罗莱纳大学的研究正式发表在12月15日期的美国血液学协会会刊－－《血液》杂志上之前，先期发表在该杂志的网络版上www.bloodjournal.org。

    “这项研究为治疗地中海贫血开辟了一条新途径－－阻断导致贫血的有害过程。”文章的高级作者、北卡罗莱纳大学医学院的病理学教授、Lineberger癌症综合研究中心的成员Ryszard Kole博士说道。

    地中海贫血是由于血红蛋白基因发生的各种突变导致的，其中许多突变对RNA剪接过程都产生不良影响。

    人类基因组由30多亿个碱基组成，但实际上只有少数碱基起着编码生物体存在所必需的基因产物的作用。这些小编码区就像含糊不清的一段话中有意义的几个词语一样，必需剪接出来才能产生可被读取的有意义信息来产生对应的蛋白质。编码区和非编码区边界上的短DNA序列即剪接位点，告诉剪接机器从哪里下手，往哪里粘贴，以及哪些信息可以忽略。

    一些突变通过在本不该出现剪接位点的地方产生额外的剪接位点对剪接过程产生影响。即使正确的剪接位点仍然完好无损，剪接机器也倾向于优先识别那些不正确的剪接位点，这就导致额外的非编码序列也被包含进RNA模板上，干扰随之进行的血红蛋白的生产。Kole和他的同事发现，通过设计用于与RNA特异区域结合的分子来封阻异常剪接位点能够阻止剪接机器剪接这些错误位点。

    当异常的剪接位点被封阻后，剪接机器就会返回到原来正确的剪接位点，用这些正确序列剪切拼接出正确的血红蛋白遗传密码信息。

    “我们使用的这种方法中，RNA模板上的缺陷被戴上了“面具”，因而可以得到有效地修复。”与传统基因疗法中用一个正常拷贝的基因替换掉缺陷基因、然后产生新的RNA和血红蛋白的策略有着很大的不同。”Kole说。“由于我们只是对现有的RNA进行修复，因而我们无需担心蛋白产物的产量过多。有时某一蛋白的过量表达也是有害的。”

    通过与文章的另一位作者、微生物学和免疫学助教Tal Kafri博士的合作，Kole的研究小组将血红蛋白基因的反义序列整合到慢病毒载体中。

    “慢病毒载体似乎是运输治疗基因到非分裂的靶细胞如到造血干细胞等中最吸引人的运输工具。”Kafri说。“运送到这些细胞中的基因使我们可以用被载体纠正的干细胞重建病人的骨髓，这种疗法有着终生的保护作用。反义技术与慢病毒载体组合对于基因疗法在血液疾病治疗中的应用有着极大的推动作用。”

    在北卡罗莱纳大学的这项研究中，研究人员将经过遗传改造的慢病毒载体治疗从地中海贫血病人体内提取的血液细胞。这种疗法部分恢复了细胞中正确的剪接过程，使正确血红蛋白的产量显著上升。“这个结果非常鼓舞人心，因为即使血红蛋白的含量少于正常水平的50％，也能产生一定的作用。”Kole说。

    这项研究所探索的反义技术并不只局限于治疗地中海贫血。人类基因组中包含的基因远比以前预计的少，这一发现说明了人类的复杂性一定是由基因调控如DNA剪接等机制引起的。根据目前的估计，至少有60％的人类基因可以被选择性剪接。

    “我们在实验室中已成功纠正了其它一些与遗传性疾病和癌症有关的异常剪接位点。”Kole说。“随着大量被剪接基因的发现，这种新基因疗法技术的潜在目标靶可以说是无穷无尽。”

    参与这项研究的其它研究人员还包括文章的第一作者、遗传学与分子生物学博士研究生Marla M. Vacek；基因疗法研究中心的研究员Hong Ma。

    研究由美国国家卫生研究院（NIH)的心肺与血液研究所资助。

生物通摘译自SCIENCE DAILY