基因打靶“敲除”疾病

纪小龙

主任医师、教授、硕士、博士生导师。原总医院病理科主任医师，现武警总医院肿瘤生物治疗科主任、病理科主任、纳米医学研究所所长。纪大夫撰写的“最易误诊的病”系列博文，通过病例分析普及疾病知识，对医生、患者认识疾病很有帮助。

2007年诺贝尔生理学或医学奖已经揭晓，由美国犹他大学医学院的马里奥・卡佩奇、英国卡迪夫大学医学院的马丁・伊文斯和北卡罗莱纳大学医学院的奥利弗・史密西斯三人赢得该奖项。获奖理由是他们用胚胎干细胞在小鼠特定的基因修饰技术中的重大发现，基因修饰技术主要是“基因打靶”技术。

他们三人获得2007年诺贝尔奖，早在人们的预测之中，因为他们做的工作已经在生物医学领域范围内多次获过奖。中国的一些学术期刊，也早已多次介绍过他们的研究工作，并邀请他们到中国做过学术报告，中国在相关领域内的研究者对他们并不陌生。

卡佩奇于1937年10月6日出生于意大利，他现在是美国公民，在战争蹂躏的第二次世界大战期间，4岁的他被迫与父母分开，流落街头。9 岁与家人团圆，他们很快转移到美国，在那里他开始了小学、中学、大学。

伊文斯（1941年）和史密西斯（1925年）都出生在英国。伊文斯是英国人，史密西斯目前是美国公民。卡佩奇的博士导师就是发现脱氧核糖核酸双螺旋结构之一的詹姆斯・沃森。1987年，卡佩西领导的研究小组根据同源重组的原理，实现了导入的外源基因的定点整合，这一技术亦称为“基因打靶”，并开发出了一种快速、便宜的用于诱导突变DNA序列的方法。伊文斯早在1970年就从小鼠中分离出胚胎干细胞并在体外培养成功，而人的胚胎干细胞的体外培养直到1999年才获得成功。

什么是“基因打靶”？

所谓基因打靶技术，简单地说就是人为的操纵基因的表达，也就是说在基因序列上加入或减去基因的技术。通过对基因片断的加加减减，达到预期的生物形状改变的结果。

基因打靶技术可以用来建立某种特定基因缺失的生物模型，从而进行相关的研究。这些模型可以是细胞，也可以是完整的动植物或微生物个体。最常见的是小鼠，家兔、猪、线虫、酵母等。还可以确定特定基因的性质以及研究它对机体的影响。

基因打靶能给我们带来什么？

无论是对了解疾病的根源或者是寻找基因治疗的靶目标，基因打靶技术都有重大的意义。如：它可提供廉价的异种移植器官。众所周知，器官来源稀少往往是人体器官移植的一大制约因素，而大量廉价的异种生物如猪等的器官却不能用于人体。这是因为异源生物的基因会产生一些能引起人体强烈免疫排斥的异源分子，如果能将产生这些异源分子的基因敲除，那么动物的器官将能用于人体的疾病治疗，这将为患者带来巨大的福音。再就是用于定向改造生物，培育新型生物提供了重要的技术支持。由此可见其潜在的巨大应用价值。

生物的多样性以及每一个生物的个性，都是由特定的基因表达所决定的，因此一旦我们能够人为地操纵基因的表达，对于人类的未来将是难以想象的结局（利与弊同存）。

是否可用于人体？

目前基因打靶技术已经在小鼠身上操作成功，已有一千多种人为的改变某一特定基因的小鼠模型做成了。但从小鼠过渡到人体，还需要一个漫长的时间，以往的研究证明，小鼠体内实验成功的治疗疾病的方法，难以在人体疾病的治疗上取得类似的效果。

虽然基因打靶技术已经在小鼠身上得到了理想的结果，但是在实验中却不断有新的发现，即改变某一特定基因后并没有像预见的那样出现效应，而是产生了未预见的一些结果，这就说明对基因表达的认识还仅仅是开始，其中还有更多的奥妙有待去发掘。

基因打靶技术在中国的不少实验室都已经在进行、应用之中，也不断有新的结果出现，相信随着诺贝尔奖的公布，自然会吸引更多的人力物力投入到这一新的技术应用的实践中去。

编者按：2007年10月，除了“基因打靶”技术研究者获诺贝尔奖外，还有一件大事与基因有关，那就是在我国诞生的全球首个黄种人基因图谱。

基因，这个科学名词已越来越频繁地进入到了我们生活中。基因科学的迅猛发展，给我们带来了无数美好的期待。

转基因食品、基因治疗……基因科学已渗入到与我们健康相关的方方面面。未来的基因科学也许会给我们普通人带来更多好处，但我们也要时刻注意用好这把双刃剑。如中国科学院北京基因组研究所所长杨焕明所言，科学历来都是一把双刃剑，在造福人类的同时，也可被用来制造杀人武器。作为21世纪生命科学领域最为重要的学科，基因组学的发展一直对整个生命科学、医学、农业科学和环境科学等众多领域起着极大的推动作用。但同时，警惕恐怖组织和极端势力可能利用基因技术威胁人类生存也是必要的。