12.5.3　病毒性疾病的基因治疗

近20多年来，随着现代分子生物学技术的迅速发展和应用，病毒性疾病的研究从细胞水平进入分子水平，新的引起人类病毒性疾病的病毒因子不断被发现，有关病毒基因结构、基因复制、基因表达调控以及病毒感染的分子机制等不断得到揭示，从而推动了病毒性疾病诊断、治疗和预防的深入发展，并取得显著成就。WHO于1980年正式宣布在全球彻底消灭天花，脊髓灰质炎也将被根除，许多病毒性传染病如麻疹、风疹等得到很好控制，发病率明显下降。但人类仍然面临着病毒性传染病的严重威胁。在我国，病毒性传染病尤为突出。如我国是病毒性肝炎高发区，以乙肝危害最甚。据测算，全国约有7000万人携带乙肝病毒（HBV）。流感是一种至今尚无法完全控制的急性呼吸道病毒性传染病。其他如流行性出血热、病毒性肺炎、病毒性脑炎、病毒性腹泻、狂犬病等病毒性疾病的流行还很猖獗。老的危害严重的病毒性疾病仍在流行的同时，新的病毒性疾病又不断被发现和证实。在新发现的病毒性疾病中，艾滋病危害最为严重。尽管世界各国极为重视艾滋病的防治研究，投入了大量人力和物力，但迄今尚未取得根本性突破。病毒性疾病已涉及临床医学的各个领域，并发现许多非传染性疾病也与病毒感染有关，如某些肿瘤的发生和发展与病毒感染密切相关。

针对病毒进行的基因治疗的策略如下。

（1）诱导对病毒RNA的降解：将抗病毒蛋白质（如2'→5'腺苷酸合成酶等）基因通过适当的载体导入机体细胞并持续表达，可以激活核酸酶F，降解病毒RNA，对RNA病毒的感染产生明显的抵抗作用。

（2）抑制病毒与宿主细胞结合：阻断病毒表面蛋白与宿主细胞受体间的特异性结合。如HIV病毒感染T细胞是通过其包膜蛋白（gp120）与T细胞上的CD4受体分子N端结合而实现的。

（3）干扰病毒基因组的转录起始和调控：抑制转录起始复合物形成的方法有三股螺旋DNA技术，即根据病毒目的基因的序列，设计合成三螺旋结构寡核苷酸（triplex-forming oligonucleotides，TFO）并导入机体，与病毒中靶基因序列结合形成三股螺旋结构，从而抑制转录因子结合，阻断病毒基因转录复制。加州大学洛杉矶分校和加州理工学院的研究人员开发使用RNAi技术来阻止HIV病毒进入人体细胞的方法。这个研究小组设计合成的慢病毒载体引入siRNA，激发RNAi使其抑制HIV-1的coreceptor-CCR5进入人体外周T细胞，而不影响HIV-1的coreceptor-CCR4，从而使以慢病毒载体为媒介引导siRNA进入细胞内产生了免疫应答，由此治疗HIV-1和其他病毒感染性疾病的可行性大大增加。RNAi还可应用于其他病毒（如脊髓灰质炎病毒等）感染，siRNA介导人类细胞的细胞间抗病毒免疫，用siRNA对Magi细胞进行预处理可使其对病毒的抵抗能力增强。在2002—2003年的SARS研究中，siRNA在感染的早期阶段能有效地抑制病毒的复制，病毒感染能被针对病毒基因和相关宿主基因的siRNA阻断。在最近由新冠病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）引发的新冠肺炎（coronavirus disease 2019，COVID-19）的防治研究中，RNAi也受到重视。SARS-CoV-2与SARS病毒存在较高的同源性，有研究表明，针对SARS-CoV-2病毒S基因设计的siRNA在细胞水平和动物水平都显示了良好的抗病毒效果。这些结果说明RNAi能胜任许多病毒的基因治疗，RNAi将成为一种有效的抗病毒治疗手段。这对于许多严重的动物传染病的防治具有十分重大的意义。

（4）抑制病毒基因组的复制和蛋白质合成：根据RNA病毒基因组的结构设计合成反义RNA，导入体内，阻碍病毒mRNA的转录、运输和翻译等过程，同时诱导RNA酶降解病毒mRNA，抑制病毒的装配与释放。例如，HIV病毒基因组的5'-LTR下游和gag基因上游区域存在一段与病毒核酸包装有关的序列，称为包装序列；可以设计并合成针对该包装序列的反义RNA，通过导入细胞与病毒包装序列特异性结合，封闭其指导病毒颗粒包装的功能，从而阻断HIV病毒在患者体内的扩散。

（5）基因编辑技术的应用：CRISPR-Cas9系统作为一种新的基因编辑技术，为诸多病毒感染疾病的治疗提供了新的手段。其基因治疗思路，一是改造病毒宿主细胞使其免于感染，二是使靶向病毒不能完成复制和传播。目前已有多项研究在实验室中证明了CRISPR-Cas9系统对病毒感染治疗的可能性。将来CRISPR-Cas9系统若要完全进入临床治疗，仍然需要解决一些重要问题，如提高Cas9编辑基因的效率、建立cas9基因安全高效的导入方式、增强编辑的基因特异性和避免脱靶效应等，最终将这项颠覆性的技术安全地服务于患者。