基因治疗的议题可讨论到去年“基因编辑婴儿”诞生的事件。很多人认为基因编辑能协助免疫重大遗传疾病,是个不可多得的医学技术;不过,基因编辑与基因治疗一样,在研究不充足的情况下,容易引起意想不到的生物反应。而贸然采取行动,可能就是一场灾难的开端。
自从1990 年基因治疗首次被应用于人体后,科学家仿佛找到治疗疾病的关键秘密,纷纷投入基因编辑的技术研究中。然而,自1990 以来, 因为基因治疗而重获健康的幸运儿实际上不超过千人 ,浙江大学生命科学研究院教授王立铭在《上帝的手术刀》就谈到了一段故事,一名男孩因为基因治疗实验不幸去世。他的死也让科学家和医生们意识到,基因治疗并非可以随意挥舞的神奇手术刀,它仍有许多未知的领域,让我们无法全面预测所有层面,因此在使用这项技术上,我们必须更加严谨:
18 岁男孩的死亡冷却了基因治疗的研究热潮
1999 年9 月17 日,18 岁的亚利桑那男孩杰西.基辛格(Jesse Gelsinger)在美国宾州大学参与一项基因治疗临床实验时不幸去世。
杰西.基辛格的去世结束了从 1990 年开始的对基因治疗的狂热追捧。
自1990 年安德森医生的历史性实验后,这是基因治疗诞生近10 年间的第一例死亡病例,理所当然受到了生物医学界、行业界和普罗大众的关注。就在当年,《纽约时报》甚至用“死于生物技术”(a biotech death)来描述这场悲剧。
基辛格在出生后就小病不断。不仅如此,他的父母还发现他很不喜欢食用牛奶和肉类,只喜欢吃马铃薯等富含淀粉的食物。 2 岁时,基辛格被诊断出患有罕见遗传病──氨甲醯基转移酶缺乏症(Ornithine Transcarbamylase eficiency,OTCD)。简单来说,这种单基因遗传病破坏了基辛格的身体代谢和利用蛋白质的能力。如果蛋白质吃得太多,他的身体将会迅速积累大量氨分子──一种蛋白质代谢的副产物,从而危及生命。
赖着严格控制摄入蛋白质的和全面药物治疗,基辛格还算是跌跌撞撞地长大成人了。但进入青春期的他开始对自己与生俱来的烦人疾病、日夜不断服药(严重时他甚至需要每天服用 50 颗药),以及一年到头不断需要因为这样或那样的意外情况住院治疗感到厌烦。与此同时,一直照顾他生活的父亲面对月复一月的高额医疗帐单也一筹莫展。他的父亲离婚又再婚,需要照顾两个家庭 6 个孩子的压力可想而知。
就在疾病即将碾碎这个孩子和整个家庭的边缘,基辛格一家偶然听说,美国东海岸的宾州大学,有一个针对鸟胺酸氨甲醯基转移酶缺乏症的基因治疗临床实验正在招募患者。
加入早期临床实验,接受治疗后4 天内死亡
后来发生的一切看来都那么顺理成章:1999 年6 月,基辛格高中毕业,一家人利用暑假前往纽约的伯父家度假。假期结束后,基辛格独自前往位于费城的宾州大学,正式签订了参加临床实验的受试者同意书。他被告知,他要参与的只是最早期的临床实验。在此实验期间, 医生们将要为他注射没有任何救命基因的“空”病毒 ,这种病毒载体内并没有救命的鸟氨酸氨甲醯基转移酶基因。实验的目的仅仅是为了检验整个流程──毒制作到输入人体⸺的安全性。真正检验治疗效果的实验尚未开展,但基辛格最终还是决定参与。
据他的好朋友回忆,基辛格在签字之后曾经说起,最坏的结果“不过就是我会死掉,但这至少可以帮助(患有同样疾病的)孩子们”。我们已经很难猜测这个年轻的病人说这番话时的心情,是调侃、是厌倦、是乐观,还是对未来的无所畏惧?
就在接受病毒注射的 9 月 13 日当晚,基辛格便陷入高烧和深度昏迷。几天之内,他的多个脏器出现严重衰竭的状况。 9 月 17 日,基辛格被宣布脑死。年轻的他还没有来得及说出任何感受。
数周之后,基辛格的骨灰被装进他留下的堆积如山的空药瓶中,由父亲和亲友们带上海拔2700 多米的赖特森山,撒向他生前最喜欢眺望的山谷。杰西.基辛格的死亡,使人们对基因治疗的狂热迅速降温。
医疗团队掩盖事实,实验出现道德质疑
由多方参与的事后调查发现, 宾州大学的临床医疗团队在安排临床实验的过程中有明显的违规和过失 。例如,美国食品和药品管理局明确规定,参加临床实验的病人必须由临床医生,而非临床实验的主持者招募,以避免病人受到临床实验研究者的蛊惑或诱导。而在基辛格的案例中,这名男孩却是由临床实验的主持人之一,马克.贝特肖(Mark Batshaw),直接通过网络招募来的。很难说在此过程中,基辛格是否受到了各种误导信息的干扰。
而更为严重的还有病人的知情权问题。在整个临床实验开始前,研究者其实已经发现,他们用到的病毒颗粒会造成实验猴子的严重肝损伤;甚至在基辛格本人接受“空”病毒注射之前,已经有17 位患者接受了注射, 其中已经有一位患者出现了严重的肝损伤 。这些信息足以说明该项实验本身存在严重的临床风险,理应在实验开始前告知受试者。但是这些信息却从未正式告知任何一名参与临床实验的患者,包括基辛格在内。这些伦理和法规问题一经公开,立刻引发了公众和监管部门对基因治疗的广泛质疑。
在监管问题背后,更深层的科学问题是,为什么病毒注射会导致这么严重的损伤?这些经过改造的病毒颗粒不是应该非常安全吗?科学家赋给它们的唯一使命,不就是把一段基因送入患者的细胞吗?
直到此时,科学家和医生们才如梦初醒。在长达 10 年的时间里,他们被基因治疗的狂热蒙蔽了双眼。他们梦想着用这种方法攻克一个又一个的顽固遗传疾病,他们被病毒传输DNA 的神奇能力所折服,却忽略了一个人们早就知道的问题:当我们的身体发现病毒之后,会作何反应?
免疫系统对疫苗的过激反应,恐连带伤及正常细胞
与各种微生物进行战斗贯穿了高等生物的整部进化史。微小的病毒、细菌和真菌希望栖身于人体的各个角落,利用人体资源完成自身繁衍生息的使命。而人体自然也希望及时发现和清除这些烦人甚至威胁健康的小东西。
当病毒侵入人体之后,人体的免疫系统会迅速识别病毒,释放出大量“杀伤性武器”,一种名为细胞激素的蛋白质会进入被病毒侵染的组织,这些细胞激素吹响了抵御病毒入侵的号角。它们能迅速扩张血管、增强血管通透性、提高组织温度,引导专门杀病原体的免疫细胞大军进入该区域。而进入该区域的免疫细胞还会进一步释放更多的细胞激素,把战斗的号角吹得更加嘹亮。因此,在短时间内人体就可以有效地在被感染部位募集大量免疫细胞,对病毒颗粒形成围攻态势。
可以想象,迅速聚集的细胞激素和免疫细胞必须得到妥善的“分流”和“降温”,否则它们所蕴含的巨大破坏力将会转而杀伤人体本身的细胞和组织 ,“入侵者”和“良民”将会玉石俱焚。实际上,许多感染性疾病之所以凶险致命,并不是因为病毒本身,而是因为人体免疫系统对病毒的剧烈反应。大家可能都很熟悉的 H5N1 型禽流感正是这样一个例子。 H5N1 禽流感病毒可以在人体肺部引发爆炸式的免疫反应。短时间内,上百种细胞激素在肺部集中释放,造成肺部乃至全身器官的功能衰竭,这也是 H5N1 禽流感致死率高的原因所在。
科学界、医界了解了:基因治疗并非万灵丹
事后对基辛格的遗体进行的分析也表明,正是病毒引发的强烈免疫反应,最终导致了基辛格的“生物技术”死亡。医生们甚至推测,基辛格很可能此前曾经感染过某种类似的病毒,因此他的免疫系统对同类病毒的反应更加激烈和敏感。这也解释了为何在 18 名接受同样临床实验的患者中,只有他不幸去世。
基辛格的死对整个基因治疗领域的影响是极其深远的。在基辛格去世后,任何基因治疗的设计者和执行者,都必须如履薄冰地应对随时可能出现的人体过激免疫反应。尽管在理论上,我们可以通过挑选和修改病毒载体,尽量降低免疫反应的可能。
但由于患者之间巨大的实例差异以及极端复杂的人体免疫系统,想要完全避免免疫反应的发生,实际上是非常困难的。换句话说,经过基辛格的悲剧,人们终于意识到基因治疗并非任由科学家和医生们随意挥舞的神奇手术刀。有一些人类还远未完全理解的生物学机制,为基因治疗的应用套上了紧箍咒。