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来源：美柏医健
作者：cageling
基因治疗是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，以达到治疗目的。在过去的几十年里，基因治疗领域在治疗以前无法治疗的遗传疾病方面取得了重大进展。
01
基因治疗靶点和策略
基因治疗技术旨在治疗多种人类疾病，包括显性和隐性遗传疾病、癌症、心血管疾病和神经退行性疾病。基因疗法在治疗隐性遗传疾病方面取得了成功。目前正在进行的一些隐性疾病基因治疗试验额血液疾病如镰状细胞病和血友病、囊性纤维化、大疱性表皮松解症和视网膜营养不良如莱伯氏先天性黑内障（Leber’scongenitalamaurosis，LCA)。
基因治疗还可以针对显性遗传疾病。由功能显性获得或显性阴性突变引起的显性遗传疾病需要敲低突变蛋白。一种常见的敲除方法是RNA干扰(RNAi)，通常使用小干扰RNA分子(siRNA)。目前有几种针对这些疾病的基因疗法，包括Tmc1突变引起的常染色体显性非综合征性听力损失、肌萎缩性侧索硬化症和1A型显性肢带型肌营养不良。
02
FDA/EMA批准临床使用的基因疗法
虽然有许多基因治疗的临床试验在进行中，但是目前获得FDA和/或EMA批准临床使用的基因疗法只有四种，具体见表1。
表1目前FDA和EMA批准的基因疗法
注：“费用”指单次治疗费用
03
基因组编辑技术
治疗遗传疾病更持久的策略是利用基因组编辑技术，如转录激活子样效应因子核酸酶技术(TALENs)、锌指核酸酶(ZFNs)和CRISPR-Cas9。由于CRISPR-Cas9技术设计较容易，以及它们在当前研究中的广泛应用，本文将重点讲述CRISPR-Cas9技术（图1）。
图1CRISPR-Cas9用于基因组编辑
CRISPR-Cas9复合物来源于细菌和古细菌适应性免疫系统，可用来对抗入侵的病毒及外源DNA。化脓性葡萄球菌的CRISPR-Cas9系统可以在哺乳动物细胞中产生靶向双链DNA断裂，这一发现开启了基因工程的一场新革命。通过在基因组DNA中创建双链断裂，位点定向内切酶可用于在DNA中创建位点特异性的、可遗传的变化，然后通过非同源端连接(NHEJ)或同源定向修复(HDR)进行修复。通常，双链断裂对细胞极其有害，因为它们会导致染色体重排，最坏的情况下会导致肿瘤发生。然而，在基因编辑治疗人类疾病时，NHEJ和HDR都有巨大的利用潜力，通过确定致病基因增强对疾病的理解，以及基因沉默或纠正致病突变基因从而直接治疗疾病。
利用体外CRISPR-Cas9基因编辑技术改造诱导多能干细胞(iPSCs)已成为一种越来越有用的治疗疾病的工具。例如，CRISPR-Cas9矫正的自体iPSCs目前正在用于遗传性视网膜病变的治疗。一项研究表明，导致视网膜病变(如视网膜色素变性和莱伯氏先天性黑内障)的突变可以在患者特异性干细胞中得到矫正。矫正后的诱导多能干细胞可在体外分化并移植回视网膜。
除了利用CRISPR-Cas9的核酸酶活性诱导HDR和NHEJ治疗疾病外，还有大量的研究利用失活Cas9(dCas9)与反式激活蛋白结合以微调基因表达。将转录激活因子或抑制因子与dCas9蛋白连接，可以调节特定基因表达上调或下调(图2a、b)。例如，在炎症性肠病和红斑狼疮等自身免疫性疾病BACH2和IL6ST等基因表达上调，dCas9连接DNMT3A可以下调BACH2和IL6ST等基因，具有潜在积极的治疗作用。
图2dCas9调控基因表达
04
基因治疗载体和递送
有许多方法可以作为基因治疗的载体，包括病毒和非病毒载体，每一种都有其自身的安全性和有效性。
病毒载体
最常见的病毒载体包括腺病毒(AdVs)、腺相关病毒(AAVs)、逆转录病毒和慢病毒，而其他病毒如单纯疱疹病毒和痘病毒也受到了一些
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