就在一年前,基因療法——透過重寫患者細胞中的部分遺傳密碼來發揮作用的療法——被廣泛譽為現代醫學的下一個偉大冠軍。然而,這位冠軍遭遇了意想不到的低迷。在眾多生物技術和製藥公司贊助的候選藥物未能治癒任何一位患者的疾病後,基因療法在去年冬天遭受了重創。美國國立衛生研究院的一個審查小組在去年12月釋出的一份高度批評性報告中,指責研究人員和投資者在充分了解基因藥物必須克服或規避的所有自然防禦機制之前,就匆忙將治療方法投入人體臨床試驗。
在一定程度上感到懊惱之後,遺傳學家們正在研究他們的失敗之處,並開始更清楚地瞭解他們所面臨的挑戰。許多研究人員樂觀地認為,目前的收縮實際上預示著基因藥物的長期成功。在實驗室和華爾街,都有跡象表明基因療法正在開始復甦。
基因藥物面臨的挑戰是艱鉅的。首先,它們必須以某種方式將它們的遺傳有效載荷輸送到足夠多的細胞中,才能發揮作用。逆轉錄病毒似乎非常適合這項任務,因為這類病毒通常透過將其部分DNA複製到宿主細胞的遺傳密碼中來感染細胞。因此,大多數早期的基因藥物試驗都借用了逆轉錄病毒,用旨在幫助治療囊性纖維化或腦癌等疾病的基因取代了它們的有害部分。
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但是,病毒藥物只有在能夠躲過人體免疫系統的多層防禦時才能生效。首先是在血液中檢測到任何熟悉的病毒後不久就會出現抗體的大舉進攻。這些抗體會迅速結合病毒,並可能引起炎症等副作用。到達靶細胞的病毒顆粒面臨第二個障礙:一層堅硬的膜保護細胞的DNA免受攻擊。最後,那些幸運地躲過免疫防禦並感染細胞的逆轉錄病毒,是以不可預測的方式進行的;它們通常會在細胞DNA中的隨機位置插入治療基因。新的基因可能會中斷重要的序列,實際上會損害細胞。即使在最好的情況下,新基因也常常最終出現在DNA的休眠區域,在這些區域它們不會被頻繁地開啟,以至於對患者產生多大影響。
遺傳學家們被這些障礙難倒了,但他們並沒有被擊倒。由於最近的進展提出了新的策略,人們對基因療法的第二波熱情正在興起。9月份,RPR Gencell(法國公司Rhone-Poulenc Rorer組織的基因治療研究中心網路)在《自然醫學》雜誌上發表了其針對肺癌的逆轉錄病毒基因治療測試結果。研究人員將含有正常版本的p53——一種抑制腫瘤的基因——的藥物直接注射到9名患者的腫瘤中。這種技術避免了引發全身免疫反應,並利用了腫瘤細胞的快速分裂。3名患者的腫瘤明顯縮小,另有3名患者的腫瘤停止生長;儘管如此,9名患者全部死亡。
最近來自另外兩個小組的結果表明,有可能設計出完全避免病毒及其許多缺點的基因療法。芝加哥大學和聖地亞哥的生物技術公司Vical的研究人員將一種促紅細胞生成素的基因捲成一個稱為質粒的環狀DNA包。促紅細胞生成素是一種觸發身體產生紅細胞的激素。另一家生物技術公司Amgen每年向患有貧血和其他血液疾病的患者銷售近10億美元的合成版本。
在10月1日發表於《美國國家科學院院刊》上的一篇文章中,芝加哥小組報告說,僅僅將裸DNA注射到正常小鼠的後腿中,就使其紅細胞計數增加了三分之一。同樣重要的是,注射後長達90天內,計數保持在較高水平,這強烈表明這些基因已經紮根(至少有一段時間)並開始產生激素。“我們的結果表明,目前可用的基因肌肉注射可用於治療多種血清蛋白缺乏症,”如貧血、血友病和糖尿病,芝加哥大學該研究的負責人傑弗裡·M·萊頓說。
對於那些血細胞畸形的患者,例如鐮狀細胞貧血症患者,提高血細胞的產生並沒有多大好處。基因療法的最終目標不是補償遺傳疾病,而是徹底消除它們。發表在9月6日《科學》雜誌上的初步研究為實現該目標提供了希望。由費城托馬斯·傑斐遜大學的艾莉森·科爾-施特勞斯和京根·尹領導的一個團隊對含有導致鐮狀細胞貧血症的突變基因的細胞進行了實驗。為了製造他們的基因藥物,他們將這種基因正常版本的DNA與同一基因的RNA結合在一起。
當他們將這種藥物注射到患病細胞中時,RNA/DNA顆粒會定位到與其密碼匹配的基因組特定區域,並形成覆蓋突變的三鏈DNA。然後,細胞正常的DNA修復機制顯然用正常密碼替換了突變——從而永久治癒了10%到20%的細胞。研究人員仍然需要證明該技術在人體細胞和人體內有效。
當科學家和公眾慢慢地允許樂觀情緒重新回到關於基因療法的討論中時,投資者和生物技術公司又一次毫不掩飾地看漲。據巴黎巴斯德研究所稱,截至7月份,有216項基因療法的臨床試驗正在計劃或進行中。“各種生物技術公司都在爭先恐後地將自己重新定位為基因組學公司,”一位行業公關人員瓊·E·庫雷茨卡說。
基因療法可能會在本輪中成為贏家,儘管這場比賽可能會持續多年。然而,搜尋時間越長,投資越大,治療方法最終問世時的價格也會越貴。基因療法所承諾的醫學奇蹟所面臨的最大挑戰,很可能是經濟而非科學上的挑戰。