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1 # cnBeta
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2 # 小蕭博士
色盲基因療法何時能實現?
色盲患者在我們的生活中,並不少見。
什麼是色盲?色盲(Color blindness),又稱色覺辨認障礙(Color vision deficiency),指看顏色及辨別顏色的能力減退的現象。色盲患者可能在學習 ,生活(挑選衣物)及辨識交通標誌等方面引起諸多不便。大多患者問題並不是很大,而只有全色盲患者有可能會伴隨視敏度(visual acuity)下降及畏光問題。紅綠色盲是最常見的色盲,其次是藍黃色盲以及全色盲。
下面主要以紅綠色盲為主,對紅綠色盲的發病機理以及目前的基因療法現狀和未來展望三方面進行此問題的論述。
紅綠色盲及發病機制紅綠色盲
紅綠色盲是常見的伴 X染色體異常的隱性遺傳病,其男性患病率明顯高於女性。因為最常發生色盲的相關基因位於X染色體上,女性有兩條X染色體,缺失的基因可以由另一條補足,但男性只有一條X染色體,通常男性患病率達2%-8%,女性僅為0.4%-1.7%,且具有明顯的地域差異性。
發病機制
我們人體的色覺通常指不同波長的光線刺激視網膜後在人腦皮層引起的感覺 。正常人的色覺由三原色混合而成,三種不同的視蛋白及其色基團構成的視錐色素是維持視錐細胞色覺形成的基礎。因編碼視錐細胞紅綠視錐蛋白的基因或者其啟動子區域異常,導致人體對長波長和中波長敏感的感光色素無法產生相應色覺訊號。
在人體生殖細胞進行減數分裂過程中,同源的紅綠視蛋白基因聯會時就可能發生連鎖互換,導致1條鏈中的1組視蛋白基因交換到對側鏈中,導致1條X染色體上存在3組,甚至4組視蛋白基因,而對側鏈上僅1組或缺少視蛋白基因(資料圖1A),缺少視蛋白基因的人便會得紅綠色盲。
還有一種特殊情形,由於紅、綠視蛋白基因高度相似,當X染色體偏位時,可能發生L-與M-視蛋白染色體連鎖互換,並因此產生新的紅綠混合基因(資料圖1B) ,此混合基因可能導致男性紅、綠色盲 。
資料圖1:紅綠色盲發病示意圖。減數分裂時,同源紅綠視蛋白基因聯會時就可能發生連鎖互換,導致視蛋白基因數量改變(A )或產生新的紅綠混合基因(B )。
少數紅綠色盲患者是由先天性基因突變引起色覺異常 。突變基因可能導致相應視蛋白基因無法 表達功能性視蛋白 ,或者抑制原有基因轉錄 ,並可伴隨視錐細胞營養不良 。
基因治療什麼是基因治療
基因治療也稱為基因療法(英語:gene therapy)是指科學家利用分子生物學方法將正常目的基因匯入患者體內,使這些基因表達成目的基因產物,從而修復或治療因基因突變或異常而引起疾病的治療方法,為現代醫學和分子生物學相結合而誕生的新技術。
不過,攜帶大段DNA並將其置入基因組的正確位置仍然非常困難,這種技術仍然不夠成熟,並沒有得到大量普及。
大多數基因療法都是針對彌補癌症和遺傳疾病的基因缺陷或丟失。
基因治療的種類種系基因療法:在此種治療途徑下,主要針對人體生殖細胞(精子和卵子),將人工設計的目的基因匯入基因組,此種治療途徑從理論上來講,對基因性和遺傳性疾病的治療效果應該很高,但是限於倫理問題,不得不被叫停。
體壁基因治療法:此種治療途徑,主要針對病人的體細胞,將目的基因轉移到病人的體細胞進行基因治療。因此。任何基因的修飾和產生的效果將只體現在接受治療的病人身上,並不會被病人的子女或後人繼承,這主要與體細胞的性質與功能有關。
資料圖3:三種典型基因治療法圖解。
基因治療工具
基因治療的工具主要是藉助病毒能夠感染宿主細胞的特性,將目的基因遞送和整合到宿主細胞基因組。常見的工具包括:病毒載體、反轉錄病毒、腺病毒、單純皰疹病毒等。
紅綠色盲基因治療研究進展雄性松鼠猴是研究人類紅綠色盲的理想動物模型,因為雄性松鼠猴缺少L-視蛋白,出現類似於人類紅綠色盲的雙視色覺。
科學家透過特定的病毒載體 ,將人L-視蛋白基因轉染至松鼠猴M1視錐細胞後20周,松鼠猴視 錐細胞開始表達新的L-視蛋白 ,隨後的不斷觀察期間,松鼠猴均維持三原色視覺且無明顯併發 症,表明基因治療效果具有穩定性和安全性 。
截至2017年3月,已經發現了293種遺傳性視網膜疾病的致病基因,其中,大部分已完成功能鑑定。
基於基因治療的確切效果和安全性 ,Leber先天性黑矇等疾病的基因治療已進入I /II期臨床試 驗。目前由CNGB3基因突變引起的全色盲1型及全色盲2型(CNGA3突變)正在開展臨床試
驗 。
基因治療的基礎研究主要集中於如何提高病毒載體的轉染效率、尋找更合適的給藥途徑以及明確基因治療對色覺功能影響的具體機制 。隨著基因診斷技術的迅猛發展,基因治療將從根本上治癒越來越多的眼科遺傳性疾病。
總結一下基因治療作為一項未來先進的醫療技術,透過將目的基因轉到突變或異常細胞中,修復突變和異常的基因。紅綠色盲作為一種典型的染色體遺傳病,基因療法便具有很廣闊的應用價值和研究前景。但是,目前仍然處於不斷的臨床試驗階段,其間的有效性和安全性評估,也為進一步的臨床研究造成很大的困難。不過,隨著基因治療技術的不斷髮展進步和完善,相信在不久的將來,有望成熟的應用於越來越多的眼科遺傳性疾病中。
回覆列表
一項針對完全色盲基因療法的首次人體試驗結果發表在《JAMA Ophthalmology》上。這項研究表明,這種實驗性的基因療法是安全的而且可能還有效,這為未來更大規模的人體試驗打開了大門。
全色盲通常是一種遺傳性疾病,由六種不同基因中的一種突變引起,大多數病例涉及CNGA3或CNGB3基因變異。目前正在試驗的新基因療法側重於糾正CNGA3基因的缺陷。
這種治療方法有點類似於FDA批准的視力下降治療使用的第一個基因療法,叫Luxturna。這些治療方法將一個健康的功能基因附加到一種轉基因的無害病毒上,然後將其注射到病人的眼睛裡並希望這個功能正常的基因開始產生之前缺失的蛋白質、幫助治癒由缺陷基因引起的疾病。
全色盲患者感知世界的模擬影象
在這項新試驗中,研究人員招募了9名已知跟CNGA3變異相關的色盲患者。首次人體試驗的主要結果是測量治療的安全性,所有資料都表明實驗基因療法沒有帶來重大的副作用。
“實驗物件沒有因此出現跟藥物相關的健康問題,他們的視網膜也沒有顯示出任何永久性的變化,”臨床研究負責人Dominik Fischer說道。
據悉,這項研究確實得到了患者視力的改善結果,然而這種療效結果只是該試驗的次要衡量指標。這項試驗招募了患有晚期疾病的成年人來測試其安全性,但研究人員表示,如果在兒童時期實施這種治療效果可能會最好,因為兒童的視覺皮層尚未完全發育,大腦的可塑性仍舊很強。
跟Luxturna一樣,這種基因治療如果在年輕時使用應該是最有效的,所以第一階段的結果為兒童患者的進一步測試鋪平了道路。研究表明,理想的年齡可能是在七歲之前,因為在那之後,視覺皮層已經發育得差不多了、錐狀光感受器的主要結構喪失也已經發生了。
相關研究報告已發表在《JAMA Ophthalmology》上。