什么是基因疗法？
2026年1月28日 — 阅读需7分钟
许多疾病由基因缺陷引发，基因是DNA中传递遗传信息的片段，共同构成个体生命的“蓝图”。由于基因是DNA的基础组成部分，遗传性疾病向来难以治疗。基因疗法是一种新兴方法，旨在修复、强化或替换遗传密码的特定片段。
基因如何引发疾病
脱氧核糖核酸（DNA）是所有生物体（包括人类）细胞中的分子结构。每条完整的人类DNA链包含约31亿对称为核苷酸的化学单元序列，即完整的人类基因组。该序列中包含约19,000至20,000个独立基因片段，它们编码蛋白质——由氨基酸链构成的物质，用于DNA复制、细胞结构构建、化学代谢反应调控及分子运输等多种功能。
然而，基因序列有时会出现问题，例如缺失核苷酸对或重复序列，这种异常称为突变。突变会导致基因产生功能异常的蛋白质，或完全无法生成蛋白质。由于基因具有遗传性，携带突变基因的个体可能将该突变遗传给后代。
基因突变可导致先天性遗传疾病或发育障碍。以下脑部疾病具有遗传性和可继承性：
- 肾上腺脑白质营养不良症（ALD）
- 伴有轴索球体和色素胶质的成人起病性脑白质病（ALSP）
- 天使曼综合征
- 巴滕病
- 遗传性脑卒中小动脉病变（CADASIL）
- 海绵状血管瘤（约20%病例）
- 夏科-马里-图斯神经病
- 杜氏肌营养不良症（DMD）和肢带型肌营养不良症（LGMD）
- 癫痫（约40%病例）
- 遗传性肌萎缩侧索硬化症（ALS）
- 遗传性痉挛性截瘫
- 亨廷顿病
- 肯尼迪病
- 精神分裂症（约70-80%病例）
- 脊髓性肌萎缩症（SMA）
- 脊髓小脑性共济失调和弗里德赖希共济失调
- 抽动秽语综合征
此外，遗传因素还可能增加多种脑部疾病的患病风险，如痴呆症、诵读困难、肌张力障碍、偏头痛、烟雾病、周围神经病变和脑裂畸形。同时存在影响身体其他部位的遗传病，包括囊性纤维化、血友病、甲状腺功能减退、镰状细胞病和地中海贫血，部分疾病具有神经学成分，例如唐氏综合征、苯丙酮尿症（PKU）、脊柱裂和13三体综合征（帕陶综合征）。
医院产前护理包含可选的产前基因检测，通常在妊娠10至22周进行。此外，新生儿出生后24至48小时内（通常在出院前）会通过几滴足跟血进行基因筛查。这是评估儿童健康的关键环节，在美国属于强制项目，但各州筛查的具体疾病种类和数量存在差异。若筛查发现遗传性、代谢性或激素类疾病，可在症状出现前启动治疗。
基因疗法的工作原理
基因疗法通过向细胞提供新DNA或修改现有DNA来治疗遗传疾病，主要分为两类：基因添加和基因编辑。
基因添加疗法通过向特定细胞的DNA中插入新遗传密码实现治疗。新增的基因片段可替代缺陷、突变或缺失基因的功能。该新基因可能是故障基因的正常版本，也可能是通过其他机制改善细胞功能的替代基因。
基因编辑是更精准的新型DNA修改技术。它可切除致病DNA片段、阻止有害蛋白质生成、激活沉默基因以增加所需蛋白质产量，或直接修正突变位点。
近期之前，这些技术均需体外（ex vivo）操作：提取细胞→修改DNA→重新植入患者体内。两种疗法均需依赖载体将正确遗传成分递送至细胞内部。科学家发现经改造的病毒是高效载体——通过移除致病序列并装载治疗基因，这些无害病毒可将新基因传递至患者DNA。在基因添加疗法中，病毒将功能基因送入细胞核以生成健康蛋白质；在基因编辑中，病毒则携带三类关键成分：DNA切割蛋白、引导该蛋白定位的分子，以及作为修复模板的健康DNA片段。
目前基因疗法仍属新兴领域，多限于儿童患者，且存在显著风险（尤其涉及骨髓移植时）。潜在风险包括细胞癌变、器官损伤、移植物抗宿主病（GVHD）、严重感染、生育能力受损或过敏反应。尽管近年安全性已大幅提升，但患者仍需与医生充分讨论当前挑战与局限性。
基因疗法治疗脑部疾病
截至目前，基因疗法已应用于以下脑部疾病：
- 脊髓性肌萎缩症（SMA）
- 异染性脑白质营养不良症（MLD）
- 脑型肾上腺脑白质营养不良症（cALD）
- 杜氏肌营养不良症（DMD）
- 遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性
- 肌萎缩侧索硬化症（ALS）——仅限SOD1致病突变类型
此外，芳香族L-氨基酸脱羧酶（AADC）缺乏症（一种罕见神经疾病）的基因疗法已在欧盟和英国获批，但尚未在其他国家推广。
尽管基因疗法为患者带来新希望，但此类治疗通常费用极高，且仅适用于满足特定疾病准入条件的患者。进一步研究和临床试验有望优化技术，扩大适用人群至更多儿童及成年患者。
多家企业正研发非病毒递送系统，基因编辑工具也在持续升级。CRISPR（成簇规律间隔短回文重复）技术可实现DNA的超高精度修改，且能直接在体内（in vivo）操作，无需提取DNA进行体外修改。过去十年间，CRISPR疗法研发进展显著，已获批用于治疗镰状细胞病和β地中海贫血。
无论影响大脑或身体其他部位，遗传性疾病始终是人类健康最残酷的不公。这些先天性疾病曾被认为几乎无法治愈，因其根源在于遗传基因。基因疗法作为突破性科学成果颠覆了这一认知，目前已帮助众多患者并为数百万家庭带来希望。该领域将持续发展，推动更多脑部遗传病治疗方案问世，但进步速度取决于研发资金与倡导力度的持续投入。
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