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基因疗法能破艾滋困局吗
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本刊记者/李 娜
感染艾滋病病毒（HIV）会使人体免疫系统破坏，从而罹患各种疾病直至死亡，艾滋病被看作令人绝望的不治之症。但是，柏林有一位病人，竟然非常幸运地成为了世上唯一的“治愈”者。研究者们后来用类似思路进行治疗试验，试验结果让人们看到了新的希望，但是这种被称为基因疗法的思路能否最终攻克艾滋病？现在还没有人敢说Yes。
唯一“治愈”的柏林病人
2006年春，德国柏林夏里特医科大学出现了一位40岁的男性艾滋病患者。这名患者因为感染艾滋病毒而罹患了急性骨髓性白血病。
肿瘤学家吉罗·胡特对这名患者进行了化疗，7个月后，白血病复发。医生决定尝试干细胞移植重建造血功能；干细胞的来源，医生建议选择具有CCR5基因变异的捐赠者。
HIV病毒一般是通过将人体的CD4细胞作为受体，将CCR5基因作为辅助受体来建立病毒感染机制。可以说CCR5基因是HIV病毒入侵到细胞内部的必经途径，如果CCR5基因发生变异，那么理论上HIV病毒就难以建立感染。如果移植具有CCR5变异的干细胞，理论上看不使用抗逆转录病毒药物，患者也能控制剩余的艾滋病病毒。
2007年，柏林病人被实施了带有变异CCR5基因的干细胞移植手术。接着，该患者停用了抗逆转录病毒药物，2个月后，医生检测不到HIV病毒的感染细胞。
后来柏林病人的血液样本被送到美国拥有最灵敏分析设备的实验室，检测结果表明，再也找不到潜伏的感染细胞。到今天为止，这名患者仍然很健康。
柏林病人治愈了——尽管研究者们对此有不同看法。有人认为，现有科学手段并不能证明柏林病人真的被治愈了，HIV病毒可以以极小量、极隐蔽的方式在人体内潜伏多年，连目前最精确的检测办法都很难察觉。不过，也有研究者认为，这至少表明艾滋病患者可以实现功能性治愈--让患者停止服用抗逆转录病毒药物，同时又不会使留在体内的少量艾滋病病毒对他们造成伤害。
基因疗法首先指向功能性治愈
通常，艾滋病患者需要每日服用抗逆转录病毒药物才可以控制艾滋病病毒，延缓病情发展，而一旦停止服药，几周内患者体内的HIV病毒水平就会暴涨。
柏林病人的“治愈”鼓舞了艾滋病研究界，美国南加州大学的保拉·坎农决定采用同样的思路进行试验。不过，为了规避寻找带有变异基因的匹配供体、干细胞移植后与免疫系统发生排斥斗争面临的棘手问题 ，坎农认为可以采用将CCR5基因从患者自身的干细胞中敲除的方式来进行试验，试验对象是小鼠。
因为HIV病毒通常不能在小鼠细胞中自我复制，坎农的试验室购买了不具有自身免疫系统的小鼠。由这些小鼠繁殖的幼鼠在两岁大时将被植入人体免疫系统干细胞，接下来几个月内，这些细胞成熟并分化成可正常工作的免疫系统。然后，让这些小鼠感染上HIV病毒。
在给小鼠移植人体免疫细胞前，研究人员引入了锌指核酸酶（ZFN），ZFN可对CCR5基因进行干扰，破坏其功能。几个星期后，小鼠身上HIV病毒水平急剧下降。
坎农分析认为，这是因为ZFN修改了干细胞，使其分化出一部分带有受损CCR5基因的细胞，这种细胞的比例在数周内一直增加，直到病毒不再扩散为止，即使潜伏感染细胞开始大量炮制HIV病毒，它已无处可去。当然，小鼠仍会受到HIV感染，但在相当低的病毒水平上，它们将不再遭受疾病带来的痛苦。这就是功能性治愈。不过，值得注意的是，ZFN仅仅破坏了5%左右的小鼠免疫细胞内的CCR5基因。
另外值得一提的是，设计ZFN的美国桑加莫生物技术公司正与宾夕法尼亚大学基因治疗专家卡尔·琼恩，合作开展一项研究，从HIV病毒感染者身上采集CD4细胞，并将其感染上一种携带锌指核酸的腺病毒，然后再重新输回到病人体内。这种技术也得到了认可。
基因疗法的瓶颈
2011年9月17—20日，芝加哥举行的第51届抗微生物制剂及化疗跨学科国际会议，深入探讨了基因疗法在人体试验中取得显著成效的几个病例。
美国几位医生取出艾滋病患者血液中的免疫细胞，请桑加莫生物科技公司用ZFN进行处理，使这些细胞的CCR5基因失效，然后把经过处理的约100亿个免疫细胞输回到病人体内。医生检测发现，约有25%的细胞产生了失效的CCR5，这些细胞在一些病人体内抵抗艾滋病病毒的感染达6个月。
国内的科研机构也开始关注基因疗法，清华大学艾滋病综合研究中心的一位研究人员告诉《科技导报》，他们现在也在采用ZFN敲除CCR5基因的思路进行试验，因为越来越多的艾滋病研究者开始关注功能性治愈的前景。
这位研究人员告诉《科技导报》，目前研究的障碍之一在于如何提高用ZFN敲除CCR5基因的效率，效率越高对于艾滋病毒的抵抗效果越好，目前的效率还并不理想。
这位研究人员还表示，目前的研究在不同层次上进行——分别对免疫细胞和造血干细胞进行修改。因为免疫细胞本身不能复制，且是由造血干细胞分化而来的，所以通过修饰免疫细胞抵抗HIV病毒感染的效果不够持久，最终还是需要通过修改造血干细胞才能有效对抗HIV病毒感染。但矛盾的是，如果修改造血干细胞，CCR5基因敲除转化率较低，安全性也更低，“无论是修改造血干细胞，还是修改免疫细胞，都需要进行充分的体外安全试验之后，才能进行人体试验。”
坎农也曾经表示过，他们面临的难题是，如何使锌指核酸酶与干细胞一起工作，又不对人体产生任何损害。人体试验的风险让研究者们格外小心，实验室与人体试验结果的不一致又常常让研究者灰心，不过我们仍然高兴地发现，研究者们开始越来越多地提及功能性治愈、治愈等字眼。■
唯一“治愈”的柏林病人
2006年春，德国柏林夏里特医科大学出现了一位40岁的男性艾滋病患者。这名患者因为感染艾滋病毒而罹患了急性骨髓性白血病。
肿瘤学家吉罗·胡特对这名患者进行了化疗，7个月后，白血病复发。医生决定尝试干细胞移植重建造血功能；干细胞的来源，医生建议选择具有CCR5基因变异的捐赠者。
HIV病毒一般是通过将人体的CD4细胞作为受体，将CCR5基因作为辅助受体来建立病毒感染机制。可以说CCR5基因是HIV病毒入侵到细胞内部的必经途径，如果CCR5基因发生变异，那么理论上HIV病毒就难以建立感染。如果移植具有CCR5变异的干细胞，理论上看不使用抗逆转录病毒药物，患者也能控制剩余的艾滋病病毒。
2007年，柏林病人被实施了带有变异CCR5基因的干细胞移植手术。接着，该患者停用了抗逆转录病毒药物，2个月后，医生检测不到HIV病毒的感染细胞。
后来柏林病人的血液样本被送到美国拥有最灵敏分析设备的实验室，检测结果表明，再也找不到潜伏的感染细胞。到今天为止，这名患者仍然很健康。
柏林病人治愈了——尽管研究者们对此有不同看法。有人认为，现有科学手段并不能证明柏林病人真的被治愈了，HIV病毒可以以极小量、极隐蔽的方式在人体内潜伏多年，连目前最精确的检测办法都很难察觉。不过，也有研究者认为，这至少表明艾滋病患者可以实现功能性治愈--让患者停止服用抗逆转录病毒药物，同时又不会使留在体内的少量艾滋病病毒对他们造成伤害。
基因疗法首先指向功能性治愈
通常，艾滋病患者需要每日服用抗逆转录病毒药物才可以控制艾滋病病毒，延缓病情发展，而一旦停止服药，几周内患者体内的HIV病毒水平就会暴涨。
柏林病人的“治愈”鼓舞了艾滋病研究界，美国南加州大学的保拉·坎农决定采用同样的思路进行试验。不过，为了规避寻找带有变异基因的匹配供体、干细胞移植后与免疫系统发生排斥斗争面临的棘手问题 ，坎农认为可以采用将CCR5基因从患者自身的干细胞中敲除的方式来进行试验，试验对象是小鼠。
因为HIV病毒通常不能在小鼠细胞中自我复制，坎农的试验室购买了不具有自身免疫系统的小鼠。由这些小鼠繁殖的幼鼠在两岁大时将被植入人体免疫系统干细胞，接下来几个月内，这些细胞成熟并分化成可正常工作的免疫系统。然后，让这些小鼠感染上HIV病毒。
在给小鼠移植人体免疫细胞前，研究人员引入了锌指核酸酶（ZFN），ZFN可对CCR5基因进行干扰，破坏其功能。几个星期后，小鼠身上HIV病毒水平急剧下降。
坎农分析认为，这是因为ZFN修改了干细胞，使其分化出一部分带有受损CCR5基因的细胞，这种细胞的比例在数周内一直增加，直到病毒不再扩散为止，即使潜伏感染细胞开始大量炮制HIV病毒，它已无处可去。当然，小鼠仍会受到HIV感染，但在相当低的病毒水平上，它们将不再遭受疾病带来的痛苦。这就是功能性治愈。不过，值得注意的是，ZFN仅仅破坏了5%左右的小鼠免疫细胞内的CCR5基因。
另外值得一提的是，设计ZFN的美国桑加莫生物技术公司正与宾夕法尼亚大学基因治疗专家卡尔·琼恩，合作开展一项研究，从HIV病毒感染者身上采集CD4细胞，并将其感染上一种携带锌指核酸的腺病毒，然后再重新输回到病人体内。这种技术也得到了认可。
基因疗法的瓶颈
2011年9月17—20日，芝加哥举行的第51届抗微生物制剂及化疗跨学科国际会议，深入探讨了基因疗法在人体试验中取得显著成效的几个病例。
美国几位医生取出艾滋病患者血液中的免疫细胞，请桑加莫生物科技公司用ZFN进行处理，使这些细胞的CCR5基因失效，然后把经过处理的约100亿个免疫细胞输回到病人体内。医生检测发现，约有25%的细胞产生了失效的CCR5，这些细胞在一些病人体内抵抗艾滋病病毒的感染达6个月。
国内的科研机构也开始关注基因疗法，清华大学艾滋病综合研究中心的一位研究人员告诉《科技导报》，他们现在也在采用ZFN敲除CCR5基因的思路进行试验，因为越来越多的艾滋病研究者开始关注功能性治愈的前景。
这位研究人员告诉《科技导报》，目前研究的障碍之一在于如何提高用ZFN敲除CCR5基因的效率，效率越高对于艾滋病毒的抵抗效果越好，目前的效率还并不理想。
这位研究人员还表示，目前的研究在不同层次上进行——分别对免疫细胞和造血干细胞进行修改。因为免疫细胞本身不能复制，且是由造血干细胞分化而来的，所以通过修饰免疫细胞抵抗HIV病毒感染的效果不够持久，最终还是需要通过修改造血干细胞才能有效对抗HIV病毒感染。但矛盾的是，如果修改造血干细胞，CCR5基因敲除转化率较低，安全性也更低，“无论是修改造血干细胞，还是修改免疫细胞，都需要进行充分的体外安全试验之后，才能进行人体试验。”
坎农也曾经表示过，他们面临的难题是，如何使锌指核酸酶与干细胞一起工作，又不对人体产生任何损害。人体试验的风险让研究者们格外小心，实验室与人体试验结果的不一致又常常让研究者灰心，不过我们仍然高兴地发现，研究者们开始越来越多地提及功能性治愈、治愈等字眼。■
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