2017年12月4日到8日由冷泉港亞洲舉辦的LiverBiology, Diseases & Cancer學術(shù)會議在蘇州舉辦。Inder Verma教授作為嘉賓在會議上做了主題演講,并在會后接受了我們的采訪。
1、改造HIV病毒做載體
Verma教授是第一位對HIV進行改造并用于將外源基因?qū)氚屑毎目茖W家。這些轉(zhuǎn)染后接受新基因的細胞可以被移植回體內(nèi),產(chǎn)生具有正常功能的蛋白,以彌補自身基因的缺失或異常,從而達到治療疾病的效果?,F(xiàn)在,這種逆轉(zhuǎn)錄病毒載體技術(shù)是分子生物學實驗室和臨床試驗中常用的工具。
因此在我們的專訪中,一開始就請Verma教授介紹了他們是如何改造HIV的。
Verma教授告訴我們,在1992年,當時所研究的載體只能把基因轉(zhuǎn)入能夠分裂的細胞中去。而研究工作的開展需要找到一種載體也能將基因遞送到不能分裂的細胞中去,比如腦細胞、神經(jīng)細胞和肝臟細胞。
不久,他們意識到HIV反轉(zhuǎn)錄病毒可以將基因?qū)氲缴窠?jīng)和其它不分裂的細胞。問題是如果利用HIV病毒,去除會引起疾病的所有其它組分換入想要遞送的目標基因,那么這個病毒載體是否還能轉(zhuǎn)染不分裂的細胞而又不引起疾病呢?
HIV有9到10個基因,但實際上只需要其中兩個用于復(fù)制和整合。所以他們利用HIV病毒能夠感染不分裂的細胞并且能整合到細胞的基因組的特點,去除了幾乎百分之九十的HIV基因組,構(gòu)建了一個能轉(zhuǎn)染不分裂的細胞而又不會引起疾病的遞送體系。
Verma教授表示,即使到現(xiàn)在,在癌癥CAR-T細胞治療中的基因轉(zhuǎn)導(dǎo)所用的載體和他們當年開發(fā)的基本一樣,沒有什么改變。因為百分之九十的基因組已經(jīng)剔除了,沒有更多的序列可以再刪除,其它人所做的就是加入各自感興趣的目標基因。主要載體構(gòu)建機制還是和1996年時他們所開發(fā)出來的一樣。
2、理想的基因治療載體
要做好基因治療,載體是最關(guān)鍵的。于是我們詢問了Verma教授理想的載體應(yīng)該是什么樣的?教授無不幽默地說,“完全理想的是我們曾經(jīng)在紙上設(shè)計的載體”。
他進一步指出,理想的載體應(yīng)該可以大規(guī)模生產(chǎn);能夠順利轉(zhuǎn)染能分裂或不再分裂的細胞;進入細胞后能在基因組中安全的位點整合,而不插入錯誤的位點;具備調(diào)節(jié)蛋白表達的功能,當你在想運用它的時候能夠順利開啟,不用的時候順利關(guān)閉,并且能控制在哪里表達和表達的量;不能有免疫上的副作用,否則機體會將其排斥。這樣的病毒載體才是能順利應(yīng)用于基因治療的理想載體。
簡化版HIV載體已經(jīng)擁有很多上面所說的優(yōu)點了,雖然還不能滿足所有的要求,比如他們還不能完全隨意開啟和關(guān)閉,但是他們可以控制它整合到基因組的位點。因此,除了不能調(diào)控開啟和關(guān)閉的問題,簡化版HIV載體基本上是一個幾近完美的載體了。
3、肝臟方面的基因治療研究
Verma教授的研究小組在腦瘤和肺部疾病方面都做出過卓越的成效,這次冷泉港亞洲會議的議題是關(guān)于肝臟的,我們很好奇的是Verma教授是不是有計劃要研究肝癌?
Verma教授解釋說他們并不直接研究肝癌,而是將肝臟作為研究手段起作用的場所——產(chǎn)生蛋白質(zhì)的器官。比如血友病A是缺乏凝血因子Ⅷ,血友病B是缺乏因子Ⅸ而造成凝血障礙。他們運用病毒遞送凝血因子的基因,或者用納米粒子將凝血因子的mRNA引入實驗動物或人的肝臟細胞。也許將來他們會進入肝癌的研究領(lǐng)域,但目前是在肝臟中運用基因治療生產(chǎn)疾病所缺乏的蛋白。
說到肝臟的基因治療,我們也很想知道和在肝臟中做基因治療相比其它器官是難些還是容易一些。
對此,Verma教授告訴我們,在基因治療方面,最簡單的是在循環(huán)系統(tǒng)的血細胞中。人體每天制造百億個新的血細胞,因為身體內(nèi)的造血干細胞能夠保持制造新的血細胞。所以將制造血細胞的骨髓干細胞取出并導(dǎo)入基因后再放回去,改造過的干細胞產(chǎn)生的新的血細胞就會到達身體各處。
但是對于肝臟、肺、腦等就不能同樣操作了,遞送基因仍然是個問題。不過相對其他器官來說,肝臟要相對簡單一點。首先肝臟是一個很大的器官,而且血管豐富,引入基因相對來說還不算太難。另外在基因治療的效率方面,如何遞送基因進入大量的細胞還是個難題。在肝臟組織里少量的細胞中表達新的蛋白不算難,但是在大部分肝臟組織中做基因治療,現(xiàn)在雖然有一些進展,但還很是一件很難的工作。