《生化危机》与基因治疗
《生化危机》系列电影已于2017年完结。根据这个超级IP改编的系列电影高开低走，历时15年之久。系列第一、二部电影可谓扣人心弦、惊心动魄。从第三部开始越往后越不知所云，充满了起点玄幻文style，但也算是赚了盆满钵满。主演米拉乔沃维奇在这15年里hold住了身材，hold住了时光，hold不住的是满天神佛的剧情设定。
与此遥相呼应的则是21世纪初始便折戟沉沙的基因治疗技术，反而在接下来的15年劫后重生，蓬勃发展，带来了疾病治疗的美好展望。而生化危机电影中的T病毒，多多少少都在映射基因治疗。两相对照，分外有趣。
一、基因治疗的原理与操作
基因治疗是指用外源基因导入人体的细胞，使其发挥生物学效应，从而达到治疗疾病目的的技术方法，是随着20 世纪80年代DNA 重组技术、基因克隆技术等的成熟而发展起来的最具革命性的医疗技术之一。它以改变人的遗传物质为基础，进行生物医学治疗，在重大疾病的治疗方面显示出了独特的优势。基因治疗通常过程如下：1、生产带有目的基因的载体；2、从病人体内分离靶细胞；3、体外转染；4、把转染有目的基因的靶细胞回输病人体内。
以电影的灵魂——T病毒为例，T病毒是由小女孩安琪拉的父亲艾肯佛博士为了治疗逐渐失去行走能力的女儿而发明的。博士和他的女儿罹患某种遗传性神经肌肉病，病情会逐步加重直至失去行走能力。而女儿病程发展比父亲更快更凶猛，因此博士迫切希望治愈自己和女儿。
图1.1 爱丽丝与博士的女儿安琪拉（图片来源：电影海报）
根据电影展示的信息，我们不妨来还原一下博士的治疗全过程。
首先治疗的前提一定是明确博士家族的致病基因。
博士与其女儿先后发病，其遗传模式可能是常染色体显性遗传；临床症状为出生时与常人无异，随着年岁增长，逐渐失去行走能力。博士的女儿发病年龄远远早于她的父亲，可能是由于同一疾病的遗传异质性，也可能是该疾病具有遗传早现现象（遗传早现现象是由于基因的致病突变通常由基因内部一些小的短序列拷贝数变异引起，变异容易在代际间累积增大，引起疾病加重，故发病年龄会越来越年轻，一代人更比一代人发病的早）。
根据以上线索，我们假定博士父女身患脊髓小脑性共济失调（Spinocerebellar ataxia，SCA）。这个疾病是一组遗传异质性很大的神经系统变性疾病。在普通人群的发病率为1~5/10万，为常染色体显性疾病。病理表现主要是脑干、小脑和脊髓变性和萎缩；一般在30~40岁隐袭起病，逐渐进展；首发症状多为下肢共济失调，走路摇晃，容易跌倒、发音困难；一般发病10-20年后失去行走能力；均有遗传早现现象，其致病基因是ATXN1或ATXN2。
明确致病基因后，接下来就是对症治疗。
博士大概的治疗过程理论上如下：按照生化危机游戏的说法，T病毒的病毒载体来自一种远古病毒，而整合的则是水蛭的基因片段。水蛭也就是蚂蝗，它的生命力惊人。在我老家甚至有这样一种说法，把蚂蝗烧成灰撒到水里，每一粒灰都会重新变成一个蚂蝗活过来。这种说法当然夸张过了头，但是水蛭作为生命力顽强的艺术象征，被博士将其基因整合到充满神密色彩的远古病毒载体之上，便完成了T病毒的雏形，即基因治疗的第一步——生产带有目的基因的载体。
接下来博士使用这种T病毒转染自己和女儿的神经细胞（因丧尸头部或脊柱遭到攻击会死亡，推测T病毒作用靶点为中枢神经系统，故博士采用的注射部位可能在头部或脊柱附近），最终治疗好了女儿的疾病。
水蛭和远古病毒是基于基因治疗原理的象征性处理，借以营造恐怖而神秘的氛围，实际治疗方案并不会如此充满神话色彩。SCA目前尚无在研的基因治疗药物，但是有一个发病率更高，且症状与SCA症状有些类似的神经肌肉病脊髓性肌萎缩症（Spinal MuscularAtrophy，SMA）已进入美国食品药品监督管理局 （Foodand Drug Administration，FDA）临床实验阶段，并取得可喜的成果。
SMA是一类会导致肌肉无力、萎缩的罕见运动神经元性疾病，由运动神经元存活1号基因（SMN1）突变引发。这一单基因的突变会导致其编码蛋白——SMN这个维持运动神经元存活、发育的必要蛋白缺失，从而引发神经元萎缩、死亡，最终导致肌肉无力、骨骼变形。该遗传病发病率为1/10000，目前缺乏有效的治疗手段，患儿通常活不过2岁，或幼儿阶段即丧失自主呼吸能力，只能依靠呼吸机生存。
由美国儿童医院、AveXis公司、俄亥俄州立大学医学院合作开展的首个针对SMA基因治疗药物AVXS-101，以腺相关病毒载体作为载体，装载有SMN1基因片段，通过静脉注射方法将正常的SMN1基因运送至患者体内，以弥补患者体内缺乏的SMN蛋白。
15名患者接受了临床Ⅰ期试验的治疗，在安全性、耐受性上都表现良好。接受高剂量治疗的12名患者的运动机能得到了显著改善：11人重获头控能力，9人能够自主翻身，11人能够在协助的情况下坐立；75%的患者能够坐超30秒时间，两名患者能够爬行、站立、独立行走，11名高剂量组患儿能够说话、正常吞咽，7名患者不再需要人工呼吸机。这在SMA治疗史上是绝无仅有的。
虽然该药物取得了可喜的治疗效果，按照法规，该药物仍需进行临床二期与三期实验，全部顺利通过才能拿到FDA认证，上市售卖。虽然SCA这一疾病目前还没有有效的治疗性药物，但我们有理由相信，在不远的将来，会有一种SCA的有效治疗药物发起临床试验，最终走向临床，成功治愈患者。电影的创作人员在编写《生化危机》这一末世危机的故事之时，是否想象得到基因疗法能在十几年间破茧重生，将电影中治愈遗传疾病的美好想象，变为生活中触手可及的现实？
二、基因治疗的“黑暗十年”——安全性引发的思考
T病毒虽然治好了博士与他女儿，但是当T病毒落到保护伞手上之后，变得非常可怕。被T病毒感染的患者会出现一系列的感染症状，如面色苍白、反应力下降、暴躁、抽搐等，最终死亡。而死亡之后则被T病毒驱使，变成只知进食的活死人，并且具有极高的传染性与变异能力。这意味着几乎没有有效的抗体与T病毒对抗，人们永远处于感染风险之中，就像人们总会被下一次流感击倒一样。最终地球变成人类的炼狱，不死之躯的天堂。如果将T病毒用作为临床治疗，由于它巨大的毒性和非常高的不稳定性，是完全不符合临床药物的基本要求的。
图2.1 保护伞公司（图片来源：电影海报）
而实际上，基因治疗技术在生化危机电影上映之时，正在黯然消化类似的挫败。
1990年，FDA 批准第一例基因治疗临床试验——为伴腺苷脱氢酶(ADA)缺乏的重度联合免疫缺陷病 (SCID)的四岁小女孩进行基因治疗并获得良好疗效。随即在意大利也传来基因治疗进展良好的消息。但是就在人们欢欣鼓舞，一路高歌猛进之际，接下来发生的两起事件为基因治疗拉了急刹车。
1999年，身患鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺陷症的杰西·格尔辛格使用编码目的基因的腺病毒进行基因治疗时，因腺病毒引起强烈的免疫排斥反应，导致多器官衰竭而死亡。2000年，20位气泡男孩症（bubble-boydisease）患者接受免疫治疗。这些小男孩们均患X-连锁重症联合免疫缺陷症，患病后因免疫力缺失，只能生活在犹如气泡的无菌舱内。3年后，因治疗时使用的逆转录病毒载体在基因组中随机插入，激活了癌基因的表达，最终20个接受治疗的患者有5位发展成白血病，其中1位死亡。
这两起病人恶性事件开启了基因治疗技术10年低迷的序幕，但同时也使人们开始深刻的反思：技术发展的同时一定不能忽视其安全性。
这两起意外的主要原因，是因为在基因疗法早期，通常使用的都是病毒载体，如腺病毒、腺病毒相关病毒、慢病毒等都曾经被改造用来携带治疗性基因。这些改造过的病毒载体具有与野生病毒同样的感染体细胞的能力，因此转染效率很高。但病毒载体的病毒蛋白可引起机体强烈的免疫反应，甚至可能引起致命的不良反应；而且所携带的基因序列可能整合进宿主基因组，带来致癌风险。
因此长期以来人们致力于改造载体来最大限度地提高安全性。如增强靶向性 、添加自我灭活载体删除序列、添加绝缘子DNA序列等基因操作原件、非整合型慢病毒通过修改整合酶基因产物阻止病毒基因组整合到宿主基因组等改造手段。此外还有很多研究集中在新型的非病毒载体上，这些新型载体直接使用DNA、质粒或其他新型材料制作而成，能有效避免由病毒载体引起的免疫反应或整合风险。
三、基因治疗的伦理思考——将老虎关在笼子里
保护伞公司作为电影中的最大反派，他们可谓罪恶滔天。安琪拉父亲开发用于治疗遗传疾病的T病毒被其改造，转而开发新型生化武器。他们像养蛊一样寻找所谓“人类进化的最终方向”，并且将一个个基地、一座座城市当座实验场，以人类的血肉之躯作为实验材料，显然是严重违背了科学伦理的基本原则，也违背了大多数人的共同利益，更是罔顾道德、罔顾法律。这个系列的电影（尤其是第一和第二部），用自己独特的镜头语言，拷问着不加制约、毫无底线的技术发展。而“人类最大的威胁是自己”这种哲学思辨则贯穿了电影的始终。
图3.1 美丽又邪恶的T病毒（图片来源：电影海报）
而实际上，自1972年有科学家提出基因治疗的概念之后，对这一新兴事物的伦理讨论，就从来没有停止过。
早在1979年世界教会理事会就发起了一次大规模的跨国学术交流，其中有一个“有关用基因技术操纵生命的伦理问题”的议题。通过讨论得出以下结论:其一,出于以治疗疾病为目的的体细胞基因治疗在伦理上可以接受,但对于出于预防疾病或增强人类能力的生殖细胞基因治疗干预在伦理上尚难于接受，其讨论基调几乎沿用至今。
截至今日，主流的基因治疗一般分为四种：体细胞基因治疗、生殖细胞基因治疗、增强基因工程和优生基因工程。各个国家和地区对基因治疗的伦理规范及伦理审查制度有所不同。
总体来说由于生殖细胞基因治疗存在科学上的不确定性、人权考量等因素在当前还不被伦理学所接受，是被禁止临床应用的；基因增强技术因广受伦理争议，仅在有限范围的科学实验阶段；优生基因工程不仅目前因为缺乏可靠的技术支持，而且直指人权平等和基因歧视，现仅限于伦理层面的讨论；而体细胞基因治疗在临床上已经展开，伦理学上基本肯定其改善患者预后，提高生活质量、乃至挽救患者生命的积极意义。
保护伞公司的“实验”无疑是增强基因工程和优生基因工程的激进版，他们肆意对受试者进行非疾病治疗性质的研究，意图优化所谓“人类进化的方向”，这种技术在科学上有很大的不确定性，在道德与法律层面上也漠视基本的人权，显然是根本不应该开展，也根本不可能通过伦理审查的科研项目。
四、基因治疗的辉煌未来
2017年，也被称为“基因治疗元年”。这一年生化危机系列电影终章已落幕，而基因治疗繁荣的时代序曲正在奏响。
2017年8月30日，FDA批准了首例基因治疗药物Kymriah。该药物由诺华公司研发，用于治疗某些儿童和青少年患者的急性淋巴细胞白血病。
Kymriah 是一种遗传修饰的自体 T 细胞免疫治疗药物。首先使用患者自己的 T 细胞进行遗传修饰，使T细胞整合上包括含有特异性蛋白质的新基因。这种蛋白质可以指导T细胞靶向杀死表面上带有特异性抗原的白血病细胞。T细胞修饰后输回到患者体内杀死癌细胞。该药物用于治疗 25 岁以下难治性或复发性 B 细胞急性淋巴细胞白血病。
2017年10月，Spark Therapeutics公司的基因疗法药物Luxturna获得FDA批准上市，用于治疗患有莱伯氏先天性黑蒙症 (Leber's congenital amaurosis，LCA)的成人患者和儿童。LCA是发生最早、最严重的遗传性视网膜病变之一, 有研究发现数种与LCA相关的致病基因，主要包括RPE65，GUCY2D, CRX, RPGRIP1，CRBI和AIPL1等，这些基因突变之后都会导致LCA，其中又以RPE65最为重要。RPE65基因编码了对正常视力起重要作用的一种酶。因此，基因突变引起的RPE65酶水平下降或缺失会让患者的视力受损，最终导致失明。
Luxturna使用腺相关病毒载体。装载目的基因后，通过直接眼内用药，将正常的RPE65基因引入患者体内，让患者生成正常功能的蛋白来改善视力。它不但能治疗LCA，还能够治疗其他由RPE65基因突变引起的眼疾。但目前该药物并不能做到一次注射终生有效，当药效褪去后还需再次使用以维持疗效。
图4.1：全球1989-2012临床试验布局数量（图片来源：浙商证券《基因编辑与基因治疗，疾病治疗的新蓝海》，2016年5月）
注：截止2012 年6 月，全球31个国家，共计1843 项基因治疗的临床实验已经获批。2005年、2006年和2008 年是基因治疗表现强劲的年份。由于滞后性，2012年数据存在误差。
图4.2 基因治疗适应症分析（图片来源：浙商证券《基因编辑与基因治疗，疾病治疗的新蓝海》，2016年5月）
注：在所有的临床研究项目中，恶性肿瘤占据了首位，占总数的64.4%。
随着技术的发展，基因治疗技术使用的载体越来越安全，载体种类也越来越丰富，而基因治疗已经由最初用于单基因遗传性疾病的治疗扩大到6000 多种疾病，如艾滋病、乙肝、癌症、镰刀贫血症、地中海贫血症、血友病、遗传性精神病、感染性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病和代谢性疾病等，并且有望从罕见病到不十分罕见的疾病，最终到普通疾病也能治愈。基因治疗有望在未来成为常规又经济的治疗手段，治愈各种疾病。