研究新资讯：细菌基因或有望治疗人类疾病(科学家执行人类首次活体基因编辑)

研究新资讯：细菌基因或有望治疗人类疾病

2016年10月20日 讯 /生物谷bioon/ --近日，刊登在国际杂志nature communications上的一项研究报告中，来自杜克大学的生物医学家在细菌中分离出了一种负责离子通道的基因，这种基因能够产生并且增强人类细胞中的电信号，从而使得细胞更具电兴奋性;该技术或许能够用于治疗心律不齐的患者或恢复患者心脏和神经系统组织细胞的电活性，同时该技术还能够被用于治疗多种类型的遗传性疾病，比如人类钙离子和钠离子通道导电性较差相关的疾病等。

在哺乳动物细胞中，控制钠离子通道的基因往往负责细胞的电活性，但其很容易通过病毒稳定地传递到细胞中，这就是在当代基因疗法技术中的常见步骤。文章中，研究者在实验室条件下将来自细菌中负责小型离子通道的基因运输到原始的人类细胞中，随着通道的替换，不能够产生电信号的细胞就会慢慢开始具有电活性，而且正常产生信号的细胞的功能会变得不断强大。

研究者nenad bursac教授说道，在当前的医疗实践中，我们并不能通过别的方法来增强心脏或大脑细胞中的电兴奋性，而且也没有什么有效的药物能达到这种目的，而文章中我们所开发的新技术就能够利用细菌的离子通道基因实现上述目的。细菌中编码钠离子通道的基因同人类中的并不相同，在一项实验中，研究者在多个平行线上对细胞进行培养，依次交替的是具有电活性和无电活性的细胞，当在某一个点对细胞进行刺激时，电信号就会沿着细胞培养平行线缓慢传递。

随后研究者将三种基因运输到电活性失活的细胞中，其中一种是钠离子通道基因，另外两种是分别编码钾离子通道和连接蛋白43的基因，连接蛋白43能够帮助在细胞间进行电信号穿梭;当将这些基因运输到来自皮肤、心脏和大脑的非兴奋细胞中时，这三个基因就能够促进细胞开始变得具有电活性，从而就能够加速整个细胞培养线路的电信号的传输。

研究者nguyen表示，编码细菌钠离子通道的基因从自身而言能够增强本身具有电活性的细胞的兴奋性;在第二项实验中，研究者将钠离子通道基因运输到了心肌细胞中，开始模拟多种疾病或应激情况下的表现，比如心脏病发作。在这些病理性的情况下，这些细胞就会变得沉默，但当加入细菌离子通道基因后，我们就能够实现在多种情况下电信号的传导。

最后研究者指出，目前有大量携带钠离子通道的细菌菌种，其在电活性特性上表现并不相同，这些通道似乎都能够被修饰来传递钙离子，研究者认为这项研究非常有意义，因为他们能够从细菌中“借”来基因帮助治疗经历心脏病或者脑部疾病患者的治疗。

科学家执行人类首次活体基因编辑

孕妈咪好帮手 产前羊水晶片精准降低异常胎儿出生产前基因晶片好重要　宝宝健康由你守护精准医疗大跃进 基因检测的生活化应用降低家族癌症风险的保护伞 一项新的基因疗法将永久改变DNA，即便这项疗法无法挽救可能的基因编辑错误，却也提供了一项解决目前无法治愈的各式疾病的机会。科学家首次尝试直接在人体内进行基因编辑，希望可以借由永久改变患者的DNA来大胆尝试解决不可治愈的疾病。

精准编辑基因并置入正确位置 新疗法助罕见疾病患者

2017 年底，美国加州一名患有罕见疾病亨特氏综合症 (Hunter Syndrome) 的 44岁的男子 Brian Madeux 在静脉注射了数十亿个遗传工具与矫正基因，以便精准的切割他的DNA。在过去，科学家已常在实验室中编辑基因改变人体细胞，然后将它们送回人体中。也有与基因编辑无关的基因疗法，但是这些疗法只能用来治疗少数几种疾病。有一些疗法的效果效期并不长，而有一些疗法不仅无法控制基因在DNA中插入的位置，还可能导致各种衍生疾病像是癌症。

但是这一次的遗传修补在体内精确地进行，就像派一位微整形外科医生将基因放在正确的位置，「切开你的DNA，接着打它，插入一个基因，缝合它，最后无痕修补」。加州 Sangamo Therapeutics 公司总裁Sandy Macrae博士表示该公司正在测试治疗两种代谢疾病和血友病的疗法， 「这项基因疗法将成为你DNA的一部分，并在你随后的一生中存在。」这也意味着无法基因编辑错误的不可逆。

经过基因治疗 缺乏之酵素酶得以合成发挥正常功能

全球罹患这些罕见疾病的人口可能少于一万人，其中许多人极为年轻就病逝了。以Madeux为例，这种亨特氏综合症在基因中缺乏降解某些碳水化合物的酶，造成代谢物累积在人体内，并对人体形成伤害。基因治疗后，矫正基因可以指导细胞合成所需的酶，发挥正常功能。患者经常出现感冒、耳部感染、脸部畸形、听力丧失、心脏问题、呼吸困难、皮肤和眼部疾病、骨骼和关节、肠道和大脑认知状况等等一系列症状。计画将患者纳入这项研究的美国明尼苏达大学遗传学专家Chester Whitley博士说：「许多人罹患这类罕病的患者终身受制于轮椅里，终生仰赖父母直到死亡。」

虽然这无法改变疾病已经对身体造成的伤害，但能阻止病情继续恶化。矫正基因将一直留存在 Madeux 体内，发挥应有的功能。这项研究将召集30名成年人来测试安全性，并希望最终可以应用在幼小的孩童身上，以用来预防还没发生的严重疾病伤害。

切割DNA并允许新的基因插入 发挥矫正功能

基因编辑工具Crispr-Cas9近来引起了很多关注，但本研究使用了一种称为锌指核酸酶(zinc finger nucleases) 的工具。它们像分子剪刀一样寻找和切割特定的DNA片段。整个治疗过程分为三个部 分：新基因和两个锌指蛋白。每个部分的DNA引导指令都储存在一种改造过病毒中，该病毒已被改变为不具感染力，而只有将它们运送载体的功能，用来将基因编辑所需要的工具送入人体内。在这个案例中，Madeux是借由静脉注射接收这些拷贝的。到达肝脏之后，细胞会利用病毒内的指令，来产生必要的工具，并且以之切割DNA，并且允许新的基因插入。随后插入的矫正基因会发挥功能，指导细胞制造患者缺乏的酶。Madeux的医师兼研究负责人Paul Harmatz博士说，只有1％的肝细胞需要纠正才能成功治疗这种疾病。

基因疗法安全性争议排除后 可望为更多患者带来新希望

基因疗法早期曾产生安全性的争议，例如病毒载体引发的免疫反应问题 ，不过这次Madeux的治疗在实验中是被证明安全无虞。第二个引人不安的原因是，插入一个基因会对原有其他基因带来无法预料的影响，例如在试图治愈罕见免疫系统紊乱称为气泡男孩疾病(bubble boy disease) 的基因治疗试验中就是这种情况。几个患者后来发展为白血病，因为新的基因激发了其他癌症基因。所以这取决于新基因的插入位点。如果可以准确引导并控制新基因插入正确的位点，就不会造成负面影响。

第三个担忧是载体病毒是否会携带新基因到达目标之外的身体部位，如心脏，甚至进入卵子或 *** ，并且引响下一代。但是医师表示由于遗传保护机制，只有在肝脏细胞内才会插入新基因，就像只在某些条件下才会发芽的种子一样。Madeux 在加利福尼亚奥克兰医院接受了治疗，治疗效果的迹象将于一个月后出现，三个月后将测试确认疗效。如果这项疗法成功了，这种新的技术将会为基因治疗领域带来长足的进展。作为首位接受在体基因治疗的人类，Madeux 感到充满希望。虽然这无法改变疾病已经对身体造成的伤害，但能阻止病情继续恶化。矫正基因将一直留存在 Madeux 体内，发挥应有的功能。如果这项治疗成功，它将大大促进基因治疗领域的发展。由于新基因的插入位点可以准确控制，治疗的安全性和效果都会提高。如果将治疗扩展到其他遗传疾病，将为更多患者带来希望。

参考文献

theguardian/science/2017/nov/15/scientists-make-first-ever-attempt-at-gene-editing-inside-the-body

话题： 基因疗法, 基因编辑

人类微生物组计划的研究计划

2007年底，美国国立卫生研究院（NIH）宣布将投入1亿1500万美元正式启动酝酿了两年之久的“人类微生物组计划”。 由美国主导的，有多个欧盟国家及日本和中国等十几个国家参加的人类微生物组计划将使用新一代DNA测序仪进行人类微生物组DNA的测序工作，是人类基因组计划完成之后的一项规模更大的DNA测序计划，目标是通过绘制人体不同器官中微生物元基因组图谱，解析微生物菌群结构变化对人类健康的影响。
中国做为此项计划的参与者一直积极推动此项计划的初期研究工作，其中包括由中国科学院上海生命科学研究院和上海交通大学主导的，2007年初启动的中国—法国人体肠道元基因组科研合作计划。参与这项研究工作的主要单位有上海生命科学研究院、上海交通大学、中科院北京基因组所、中科院微生物研究所和浙江大学。人体微生物组的研究工作在中国还处在起步阶段。
2008年4月11日，欧盟宣布启动人类元基因组第七框架项目，深圳华大基因研究院以其规模名列国际前茅的新一代高通量测序技术平台，作为唯一的非欧盟国家的科研单位，参加到肠道元基因组欧盟第七框架项目中，承担重要的测序任务。
日本也启动了人类元基因组研究计划。2009年，英、美、法、中等国科学家在德国海德堡成立国际人类微生物组研究联盟(IHMC)，旨在对国际人类微生物组研究进行全面的协调。 2010年5月21日的《科学》杂志报道，为了进一步了解人类与在人类的身体上或身体内生活的多种细菌之间的关系，美国的国立卫生院正在对所有这些微生物的基因组进行测序。 他们研发了对在其自然环境中的微生物进行大规模基因组测序的标准化方法，他们的目标之一是为至少900种将人体称为住所的细菌制作出参照基因组序列。 现在，由Karen Nelson领导的Human Microbiome Jumpstart Reference Strains Consortium已经公布了他们对头178个与人类宿主有关的细菌基因组序列的最初的分析。 到目前为止，这些结果给未来的分析工作提供了一个重要的基线，尽管这些研究人员说，他们只是刚刚触及了人类“微生物组”的表面而已。
这些研究人员将与其他人共享他们的数据，这样，其他的遗传学家如果试图从自然环境中对大量的微生物基因组做直接采样的话，他们可以参考这些数据。 这一对人体上的微生物的更好的理解会在将来对了解某些人类的疾病提供线索。 在日益激烈的人类微生物组研究领域，中国科学家起步还是比较早的，已经取得一些重要进展。
例如中英两国科学家联合攻关近3年，实现了通过测定宿主代谢组学特征变化来评价和鉴定肠道重要功能菌，这是一种在人体水平定量测定和监控人体健康状况的新的系统生物学方法，对研究肠道菌群与人体健康的关系具有普遍意义。该研究结果在《美国科学院院刊》发表后，引起国际学术界的关注。《自然评论—微生物学》在2007年4月号中以“研究亮点”的形式，专门评介了该项工作。
中国科学家近年来积极参与国际人类微生物组的各种合作计划。2006年法国前总统希拉克访华期间，科技部与法国国家研究署签署了《中法肠道元基因组研究联合声明》；之后上海交大系统生物医学研究院、中国科学院营养所和国家人类基因组南方中心、中国科学院北京基因组所等单位，在科技部、国家自然科学基金委和上海市的支持下，与法国农科院联合启动了“中法肠道元基因组合作项目”，现已完成500对肥胖与健康病例对照人群的样品采集和体检，正在进行代谢组学和元基因组学分析，这也是目前国际上规模最大的人类微生物组人群试验。通过这一研究，有望发现一些与中国人代谢综合征不同发展阶段相关的生物标志物，对于通过早期诊断和积极的营养干预来遏制中国肥胖、糖尿病等代谢性疾病快速上升的势头有着重要意义。
值得一提的是，中国开展人类元基因组研究有一个其他国家所不具备的独特优势，那就是有着悠久历史的中医中药。改变一个人的基因是困难的，而改变生活在人体内的微生物组成是相对容易的，肠道菌群因而是理想的药物靶点。中国的传统医学有许多药物、疗法都很可能是通过改变肠道菌群的结构和代谢来发挥作用的，中医药在人类微生物组研究中无疑将会扮演重要角色。
预防为主是解决国民健康问题的基本国策。中医治未病的核心是通过对人体各种证候的观测和分析，对人进行体质分型，然后针对不同的体质类型采取各种保健措施来实现对疾病的早期预防。
中医认为，体质是由先天遗传和后天禀赋共同作用形成的。现在看来，先天遗传的主要是人的基因组，而出生以后进入人体并对人体代谢产生重要影响的微生物组，作为人体的第二基因组，是后天禀赋的重要承载者。对不同体质的人群进行微生物组学和代谢组学测定，有可能对中医体质分型作出新的阐释和发展。在早期发病阶段，通过发现微生物组的变化来预测和预警疾病，并通过纠正菌群的失衡加以干预，成本低且效果明显，这是中医治未病思想的价值所在。

本文地址:http://www.dadaojiayuan.com/jiankang/285920.html.

声明： 我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本站部分文字与图片资源来自于网络，转载是出于传递更多信息之目的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们(管理员邮箱：douchuanxin@foxmail.com)，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!

上一篇: 做完人流多久才会来月经

下一篇: 子宫内膜厚不来月经怎么办