汤启立

基因是携带生物遗传信息的基本功能单位，是位于染色体上的一段特定序列。对人类健康造成严重威胁的众多疾病，例如：遗传病（如血友病、色盲、囊性纤维病、家庭性高胆固醇血症等）、恶性肿瘤、心血管疾病、感染性疾病（如艾滋病、类风湿等），都是由于致病基因而发病的。例如色盲基因是隐形基因，当健康父母都带有这个隐性基因时子女就会有1/4的可能性患上色盲。恶心肿瘤则是对人体威胁最大的致死性疾病之一，主要是由于人体某一组织的细胞变异为不受控制而疯狂增值，即控制细胞分裂增值分化的正常基因被癌基因给篡改了。当前对这类疾病的治疗手段及效果还非常有限，为此科研人员正在积极探索从源头上攻克这些由于致病基因导致的疾病，即：基因治疗。

基因治疗是指应用将正常基因引入患者细胞内，以纠正致病基因的缺陷而根治疾病的治疗方法。纠正的途径可分为两类，一类为基因修正和基因置换，即将缺陷基因的异常序列进行矫正，对缺陷基因精确地原位修复，不涉及基因组的其他任何改变。通过一个精确的类似打靶的技术使外源正常的基因在原有部分将缺陷基因修复。另一类为基因增强和基因失活，是不去除异常基因，而通过导入外源治疗性基因使其表达正常产物，从而补偿缺陷基因等的功能；或特异封闭某些基因的翻译或转录，以达到抑制某些异常基因表达。

我们在将外源治疗性基因导入生物体内时，必须克服的一个困难是裸露的基因很难透过细胞膜进入细胞且容易被细胞外环境分解而丧失其效用。因此将外源的基因导入生物细胞内必须借助一定的技术方法或载体，目前基因转移的方法分为生物学方法、物理方法和化学方法。

生物学方法主要是将治疗性基因装载在失活病毒载体中使其感染进入特定的病灶部位细胞内。病毒载体主要包括反转录病毒，腺病毒，单纯疱疹病毒慢病毒等几类。相对于其他两种方法，由于病毒很容易感染细胞，因此治疗性基因被病毒负载后也更容易进入细胞，而且特异性高，即它能确切的进入特定的部位。这些优势是其他方法不能比拟的。但是失活病毒载体终究存在潜在的安全隐患，例如2002年，一个患有严重免疫缺陷的男孩在经基因治疗后患上了非白血性白血病。

物理方法主要是电穿孔基因注射，它是一种将外源基因通过电场作用导入动物目标组织或器官细胞中的技术。当外加特定的电脉冲电场时，本身不导电的细胞膜双层磷脂质膜骨架构形发生变化而出现大量微孔。由于DNA带负电荷，在电流的作用下产生电泳效应聚集到细胞膜周围，同时，电场作用使细胞外液积聚负电荷而细胞内液积聚正电荷，当电压差大于临界电压时细胞膜被击穿形成亲水性孔道，聚集的DNA 通过此孔道向胞内转移。几乎所有类型的细胞以及不能用其他方法转染的细胞和组织，都可以成功地使用电穿孔技术进行基因转移。

化学方法即利用各类有机无机纳米材料基因载体达到基因装载及转染的方法。可利用的载体种类繁多，包括有机高分子类的脂质体、阳离子聚合物，嵌段聚合物胶束等。无机材料包括硅介孔材料，金纳米粒子，碳纳米管，磷酸钙纳米材料等。当然还有很多有机无机复合的多功能性材料。相对于病毒载体，化学载体更安全可靠，制备简单，治疗成本相对较低。而且也可以通过外部修饰而达到被特异病灶部位识别而吞噬的效果，这也一定程度上弥补了其转染效率较低的劣势。

总之，三类不同的基因治疗方案都是当前研究的热点和重点。如何保证病毒载体的安全性、如何开发更为简便经济的物理治疗手段，如何提高化学载体的基因转染效率都是我们关心的问题。任何一个技术攻关都将会大大推进基因治疗的临床应用，这将是关系人类医疗事业的又一大突破，将对人类的健康产生里程碑式的意义。