如何用安全载体成功进行基因疗法？HIV疗法有望被开发

　　基因疗法的概念最早来自20世纪中期，而且该疗法被认为是一种革命性的技术有望治疗几乎任何一种疾病。在新世纪初期，研究者就在一项小规模临床试验中发现逆转录病毒疗法具有一定的临床效力，其可以治疗帮助治疗致死性免疫缺陷障碍的患儿。

　　这项首次试验成功随机便因大量治疗的儿童患上载体相关的白血病而蒙上了阴影，随后研究者就强调了理解载体生物学（媒介生物学）的重要性，从而就可以帮助更为有效、安全且具有特异性的新一代载体，其中基于HIV-1慢病毒属的载体（慢病毒载体）目前正被广泛用于基础和应用研究中。

　　慢病毒载体(lentiviral vectors)的希望

　　病毒是一种细胞内的专性寄生微生物，其可以进化成为高效的工具来帮助运输RNA或DNA至靶向细胞中，如今研究者已经鉴别出了多种可以进行特殊基因疗法的病毒，而且也已经开始利用这些重组病毒进行相关研究了，比如在临床和实验室中使用的腺病毒、腺相关病毒(adeno-associated viruses， aav)、疱疹病毒、痘病毒、反转录病毒以及慢病毒。

　　基于致癌反转录病毒载体的最大优点就是缺少病毒蛋白，这就可以帮助使得病毒进行缺陷型复制并且缺少免疫原性，从某种意义上来讲，这些载体并不能表现出抗载体的免疫反应，而且它们有能力整合到宿主基因组中，引发持续性的基因表达。然而目前存在一种限制，比如病毒颗粒的不稳定性、较低的病毒滴度，不能转化成为非分裂细胞以及出现插入诱变现象，为了克服这些缺点，研究人员基于慢病毒开发出了新型的载体，这就可以促进插入诱变的产生，然而相比γ逆转录副本而言这种新型载体的频率较低。

　　慢病毒载体(Lentivectors)如今已经成功用于基因疗法模型中，其可以帮助产生转基因动物并且结合干扰RNA和基于microRNA的技术来沉默基因的表达，近来一系列研究都揭示了慢病毒载体在治疗诸如高雪病、遗传性疾病以及HIV感染中的潜力。

　　代谢性疾病的潜在疗法

　　高雪病是一种罕见的遗传性障碍，其主要特点是患者机体中缺失葡糖苷酰鞘氨醇酶，从而会引发患者肝脏、脾脏、骨质以及骨髓中堆积大量有害物质，从而抑制这些组织中的细胞发挥正常作用。高雪病患者往往会经历一系列症状，比如骨痛、骨折、认知损伤以及癫痫等，静脉内酶类补充疗法就是一种治疗选择，但这种疗法非常昂贵且不能完全治愈患者，而且并不是对所有患者均有效，尽管骨髓移植是一种治愈性的疗法选择，但目前存在很多问题，比如供体的选择以及移植相关的风险等。

　　基因疗法对于那些对酶类补偿疗法无效或缺少合适骨髓供体的患者而言或许是一种潜在的靶向疗法，在一项刊登于国际杂志Molecular Therapy上的研究报告中，来自隆德大学的研究人员就通过研究发现，对于含有细胞启动子的慢病毒载体进行钝化或许就可以降低高雪病小鼠模型的机体症状。

　　研究者Stefan Karlsson说道，此前我们利用携带强烈病毒启动子的γ逆转录病毒载体开发出了治疗小鼠模型的基因疗法，自从携带细胞启动子的慢病毒载体被开发后我们就发现这种新型载体更具有安全性，我们发现，机体中仅有6%的正常巨噬细胞是被需要用来抑制疾病产生的，这就表明，基因疗法或许仅需要纠正一小部分干细胞衍生的巨噬细胞。

　　研究者Karlsson认为，这种新型的基因疗法可以帮助治疗高雪病，而且并不像酶类补偿疗法一样。下一步他们计划开发一种临床用的载体，Karlsson说道，GFP标记基因需要被移除，而且单一的基因疗法载体需要在小鼠模型和患者的骨髓细胞中进行检测，如果这种载体可以纠正小鼠的疾病以及患者细胞中的酶类缺失，那么其或许非常有望进入临床试验中。

　　靶向作用功能失调的神经系统细胞

　　来自塞浦路斯神经学和遗传学研究所的研究者Kleopas Kleopa的研究焦点主要是利用慢病毒载体将基因运输至末梢神经和中枢神经系统中来治疗遗传性神经病以及脑白质营养性萎缩症，遗传性的脱髓鞘周围神经疾病是一种进行性的不治之症，主要由产髓鞘的许旺细胞中表达的一系列基因的遗传性缺失所导致，而目前开发治疗该疾病的有效疗法的巨大挑战就是如何进入到进行细胞特异性表达的多种神经中。

　　在一项发表于国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究论文中，Kleopas及其同事通过研究发现，在鞘内注射一种携带髓磷脂特异性启动子的慢病毒载体或许就可以在周围神经系统的成体许旺细胞中进行靶向性的表达，随后研究者将一种名为GJB1的人类基因运输到小鼠模型（CMT1X模型）中，基因GJB1在X染色体相关的腓骨肌萎缩症（CMT1X）患者中处于缺失状态，这种基因疗法可以在多个腰椎根部及末梢神经中实现许旺细胞的基因广泛性及稳定性表达，从而改善患者的运动表现。

　　Kleopa说道，我们的方法就是利用靶向细胞载体来完成特殊类型细胞（生成髓鞘的许旺细胞）中的基因表达，而这对于治疗CMT1X疾病非常必要，因为这种基因正是由于许旺细胞缺失正常的基因表达功能而引发。研究者认为，这种方法具有高度的可转移性，因为目前进行腰部穿刺非常常规而且创伤较小，在临床中已被广泛使用，本文研究对于临床治疗特殊类型的遗传性神经疾病具有一定的治疗应用，而且利用特殊的运输方法也可以为有效的基因替代疗法提供标准。研究者希望这项研究可以帮助后期进行更为深入的基因疗法研究来帮助治疗遗传性神经疾病及其它神经肌肉疾病等。

　　持久的抗HIV疗法

　　来自阿姆斯特丹大学的研究者Ben Berkhout开发出了一种组合性的RNA干扰基因疗法来治疗HIV感染者，尽管目前抗逆转录病毒疗法可以降低HIV感染者的发病率和死亡率，并且明显改善感染者的生活质量，但其并没有完全抑制病毒的复制，而且还会产生一种持久性的潜在病毒库；此外，抗逆转录病毒疗法的效应可以被耐药性的HIV-1突变体所抑制，主要是由于病毒非常易于突变，因此研究者需要开发新型疗法来有效抑制病毒的复制。

　　Berkhout说道，目前有多种抗HIV的基因疗法，但却很少有人利用RNAi（RNA干扰技术）技术来攻击HIV-1毒株，病毒的逃逸是个问题，但如果我们可以很好控制它们的话，相比别的方法而言这种方法或许可以有效作用，比如靶向作用细胞辅助因子（CCR5）的疗法，其往往会引发副作用的产生。

　　Berkhout利用RNAi技术就对HIV-1进行了选择性的基因沉默，即通过慢病毒载体转导表达短链发夹RNA（shRNAs）稳定整合到宿主基因组中，尽管RNAi技术是一种强大稳定的抑制HIV-1复制的工具，但其往往容易受到已经存在的遗传突变或者病毒耐药性的损伤。

　　为了持久性地抑制HIV-1的复制，研究者认为很有必要开发出一种基于shRNAs的组合性方法，来对更多单一的病毒进行靶向作用；一项发表于国际杂志Gene Therapy上的研究论文中，研究者Berkhout和Elena Herrera-Carrillo就通过研究检测了是否HIV-1遗传突变可以同基于RNAi的疗法“和解”，从而帮助评估组合性疗法抵御不同HIV-1病毒、非B亚型及耐药性突变病毒的效力和广度。

　　最后研究者表示，我们的研究发现，通过组合性的RNAi基因疗法就可以持久性地阻断大多数的HIV-1突变体毒株，该研究也预示着我们可以对多个HIV-1毒株进行有效攻击，从而就可以实现替代当前疗法的新型一次性治疗，当前疗法往往需要患者在日常生活中不断进行每日药物的服用。