全 文 ：生命科学
Chinese Bulletin of Life Sciences
第 17卷 第 3期
2005年 6月
Vol. 17, No. 3
Jun., 2005
基因治疗的发展现状、问题和展望
邓洪新，田　聆，魏于全*
（四川大学华西医院肿瘤中心，生物治疗国家重点实验室，成都 6 1004 1）
摘　要：基因治疗是一种新的治疗手段，可以治疗多种疾病，包括癌症、遗传性疾病、感染性疾病、
心血管疾病和自身免疫性疾病。癌症基因治疗是基因治疗的主要应用领域。过去几年里，全球基因治
疗临床试验取得了很大的进步。实际上，基因治疗也遇到了很多困难。未来，基因治疗的主要目标
是发展安全和高效的基因导入系统，它们能将外源遗传物质靶向性地导入到特异的细胞。本文主要综
述基因治疗所取得的突出进展、所遇到的困难和发展前景。
关键词：基因治疗；导入系统；安全；高效
中图分类号：R456; R730.59　　文献标识码：A
Current status, problems and prospects in gene therapy
DENG Hong-Xin, TIAN Ling, WEI Yu-Quan*
(State Key Laboratory of Biotherapy, Cancer Center, West China Hospital, Sichuan
University, Chengdu 610041, China)
Abstract: Gene therapy is a new therapeutic tool for the treatment of diverse types of diseases, including cancer，
congenital genetic, infectious, cardiovascular and autoimmune diseases. Cancer gene therapy is the most studied
application of gene therapy. In the last few years, significant advances have been made in the clinical trials
worldwide. In practice, considerable obstacles have emerged. In the future, the main objective in gene therapy
is the development of safe and high efficient gene delivery systems that can deliver foreign genetic materials
into specific cell types. This article reviews the most recent studies highlighting the advances, the problems
and future prospects of gene therapy.
Key words: gene therapy; delivery systems; safe; high efficient
1　基因治疗发展历史
基因治疗是指通过操作遗传物质来干预疾病的
发生、发展和进程，包括替代或纠正人自身基因结
构或功能上的错乱，杀灭病变的细胞或增强机体清
除病变细胞的能力等，从而达到治病的目的。基因
治疗是随着DNA重组技术的成熟而发展起来的，它
被认为是医学和药学领域的一次革命，是当今生物
医学发展最重要的里程碑之一，同时也必将对传统
文章编号 ：1004-0374(2005)03-0196-04
收稿日期：2005-03-28；修回日期：2005-03-29
基金项目：“973”项目(2004CB518800)
作者简介：邓洪新(19 74 —)，男，助理研究员；田 聆(1 96 8 —)，男，助理研究员；魏于全(1 95 9 —)，男，教
授，主任医师，博士生导师，中国科学院院士，* 通讯作者。
制药业产生深远影响和冲击。
随着DNA双螺旋结构的发现和以DNA重组技
术为代表的现代分子生物学技术的发展，以及人类
对疾病认识的不断深入，越来越多的证据表明，多
种疾病与基因的结构或功能改变有关，因而萌生了
从基因水平治疗疾病的念头和梦想。早在 1968年，
美国科学家迈克尔 · 布莱泽在《新英格兰医学报》
上发表了“改变基因缺损：医疗美好前景”的文
197第3期 邓洪新，等：基因治疗的发展现状、问题和展望
章，首次在医学界提出了基因疗法的概念。自 1980
年至 1989年，从学术界到宗教、伦理、法律各界，
对基因治疗能否进入临床存在很大争议。直到1989
年美国才批准了世界上第一个基因治疗临床试验方
案，当然这不是一个真正意义上的基因治疗，而是
用一个示踪基因构建一个表达载体，了解该示踪基
因在人体内的分布和表达情况。到了 1990年，美
国NIH的Freuch Anderson博士开始了世界上第一个
真正意义上的基因治疗临床试验，他们用ADA(腺
苷酸脱氨酶)基因治疗了一位因ADA基因缺陷导致严
重免疫缺损(severe combined immunodeficiency, SCID)
的 4岁女孩，并获得了初步成功，促使世界各国都
掀起了基因治疗的研究热潮[1]。2000年，法国巴黎
内克尔(Necker)儿童医院利用基因治疗，使数名有
免疫缺陷的婴儿恢复了正常的免疫功能，取得了基
因治疗开展近十年来最大的成功[2]。2004年 1月，
深圳赛百诺基因技术有限公司将世界上第一个基因
治疗产品重组人 p53抗癌注射液(商品名：今又生)
正式推向市场，这是全球基因治疗产业化发展的里
程碑 [ 3 ]。
2　全球基因治疗临床试验情况
自从1990年美国FDA正式批准第一个基因治疗
临床试验以来，世界各国都掀起了基因治疗的研究
热潮。截止到 1995年，全世界共有 100多个基因
治疗临床方案，在美国NIH主持的评估中发现真正
有效的方案仅几个，从而提出必须加强基因治疗中
的关键基础问题的研究，加强了对基因治疗临床试
验方案的审批和监管力度[4]。从此，基因治疗从狂
热转入理性化的正常轨道，并一直在稳健地发展。
据统计，截至 2004年 6月底，全世界范围内基因
治疗的临床试验方案已有 987个，表明基因治疗具
有良好的发展前景[5]。
在所有的临床试验方案中：(1)恶性肿瘤占全部
基因治疗临床试验方案的首位，占总数的 66%；(2)
心血管疾病占全部基因治疗临床试验方案的 8.1%；(3)
单基因疾病占全部基因治疗临床试验方案的 9.4%；
(4)感染性疾病，主要是艾滋病(AIDS) 占全部基因
治疗临床试验方案的 6.6%；(5)其他疾病占全部基
因治疗临床试验方案的 2.9%；(6)基因示踪占全部
基因治疗临床试验方案的5.3%。目前这些基因治疗
临床方案大多数处于Ⅰ /Ⅱ期临床试验阶段，其中Ⅰ
期临床方案有 624个，Ⅰ /Ⅱ期 204个，Ⅱ期 131个，
Ⅱ /Ⅲ期 11个，Ⅲ期 17个[5]。目前只有我国的重
组腺病毒—— p53抗癌注射液(商品名“今又生”)作
为世界上第一个基因治疗产品正式上市，这不仅标
志着我国能够在“点”上取得世界性的科技突破，
也意味着我国有能力在生物高技术产业化进程中抢
占先机。总的来说，在基因治疗基础研究和临床试
验及产业化各个领域，美国均领先于世界，其临床
方案有 662个，占世界上总数的 67%。
然而，如果我们冷静、公正地去审视这十几
年来在基因治疗研究领域所取得的成绩，我们不得
不承认其中还存在一些问题，主要是有效性和安全
性[4]。第一，目前进入Ⅲ期临床试验的只有 17个，
而且大多数临床试验疗效有限；第二，法国巴黎
Necker儿童医院因 SCID接受基因治疗的患者中有
三名出现了类白血病样症状，表明基因治疗安全性
问题有待于进一步解决[6~7]。
3　我国基因治疗发展现状
与美国及欧洲相比，我国基因治疗基础研究和
临床试验开展得较早，起点也不低。早在 20世纪
70年代，吴旻院士就对遗传性疾病等的防治提出了
基因治疗的问题。1985年，他再次撰文指出基因
治疗的重要目标是肿瘤。我国是世界上较早开展基
因治疗临床试验的国家，基因治疗基础研究和临床
试验基本与世界同步，复旦大学从1987年就开展了
血友病 B的基因治疗研究，1991年，对两例血友
病 B患者进行基因治疗特殊临床试验，这也是我国
第一个基因治疗临床试验方案。之后，我国对单基
因遗传病、恶性肿瘤、心血管疾病、神经性疾病、
艾滋病等多种人类重大疾病开展了基因治疗基础和
临床试验研究。上海交通大学肿瘤研究所利用 TK
基因转移治疗脑恶性胶质瘤是当时国内首先进入临
床试验的肿瘤基因治疗方案。我国在心血管基因治
疗方面也取得了一定进展，VEGF治疗梗塞性心血
管病和用人肝细胞生长因子基因治疗病理性瘢痕也
取得了重大进展，其中VEGF治疗梗塞性心血管病
在北京安贞医院进行了特殊临床试验，这是我国第
一个批准进入临床研究的心血管疾病基因治疗方
案，也是继美国之后第二个开展心血管疾病基因治
疗临床试验的国家。深圳赛百诺基因技术有限公司
从 1998年开始进行重组腺病毒——p53抗癌注射液
的临床试验，至 2003年完成了全部临床试验，于
2004年1月获得我国SFDA批准的新药生产批文(商
品名“今又生”)。目前，我国已经有 7~8 项基因
治疗方案进入了临床试验阶段，并建立了国家
198 生命科学 第17卷
“863”计划生物领域病毒载体研发基地，主要开
展腺伴随病毒载体研发和产业化。另外，还有 5~6
项基因治疗临床方案正在向国家 SFDA申请临床试
验批文，20~30项研究已完成或正在进行临床前试
验，20个左右项目进入了中试研究阶段，大多数
基因治疗研究都具有创新性。
4　基因治疗面临的问题和挑战
基因治疗的发展经历了“乐观与热情—失望与
怀疑—理性与挑战”的过程，这是符合事物发展规
律的[8]。目前，基因治疗领域存在的主要问题是有
效性和安全性。主要表现为：(1)基因导入系统缺
乏靶向性，效率也较低。如以腺病毒为载体的 p53
基因转移治疗恶性肿瘤的方案中，只能直接将腺病
毒注射到肿瘤局部。若静脉注射，病毒颗粒将很快
被清除，真正能够到达肿瘤组织的很少，难以达到
治疗效果，且增加了副作用。前面提到的第一例逆
转录病毒介导 ADA基因转移成功治疗 SCID的病
例，因为导入效率较低，前后经历了 11次体外转
导和回输。(2)目前针对遗传性疾病的基因治疗方案
大多采用逆转录病毒载体，其插入或整合到染色体
的位置是随机的，有引起插入突变及细胞恶性转化
的潜在危险[9]。而理想的基因治疗方案应该是在原
位补充、置换或修复致病基因，或者将治疗基因插
入到宿主细胞染色体上不致病的安全位置。(3)理想
的基因治疗应能根据病变的性质和严重程度不同，
调控治疗基因在适当的组织器官内和以适当的水平
或方式表达。但目前还达不到这一目标，其主要原
因是：现有的基因导入载体容量有限，不能包容全
基因或完整的调控顺序，同时人们对导入的基因在
体内的转录调控机理的认识有限。以上列举的问题
代表了基因治疗领域的关键问题，其核心问题在于
基因治疗的靶向性，目前全世界范围内的科学家都
在不同层面上对这些问题进行深入研究。基因治疗
发展方向拟以改善和优化基因导入系统的靶向性和
效率、构建新的基因定点整合载体、提高原位纠错
效率，以及分离克隆新的表达调控元件和构建可控
性表达载体为切入点，研究和解决这些关键问题。
这些研究不仅将大幅度地提高基因治疗的疗效，还
为基因治疗的最后成功铺平道路。
2005年 3月 4日，美国FDA组织专家讨论基因
治疗安全性问题。自 2000年以来，法国巴黎内克
尔医院Fischer教授对 17名患SCID的小孩实施基因
疗法，当时疗效很显著，但是在 2003年，其中 2
名患者出现白血病症状，目前有一个患病小孩已经
死亡，现在第三个小孩也出现了白血病症状[6~7,10]。
针对这一情况，美国FDA组织专家讨论这一严重副
作用是由于使用了特殊基因引起的孤立事件，还是
所有基因治疗都会面临的共有问题。除了Fischer教
授的治疗方案出现严重副作用外，联邦专家提醒在
美国国家心脏、肺和血液研究所利用逆转录病毒载
体对 42只猴子开展的基因治疗试验，6年后，其
中一只猴子得了癌症并且已经死亡，这暗示基因治
疗可能具有潜在的、长期的、延迟的副作用[11]。
因此，美国 FDA已经停止了 3个与 Fischer教
授临床试验类似结果的治疗方案，另外还暂时推迟
了27个基因治疗临床试验，直到他们能够确定这种
导致癌症的副作用是由于特殊的环境引起的方可继
续进行。
目前，科学家们把焦点集中在基因治疗的传递
系统上，Fischer教授的临床试验方案用的是逆转录
病毒，这种病毒可以非特异性地插入到宿主细胞的
基因组中，可能会导致难以预见的后果，如果插入
到了一个癌基因附近，就可能引起癌症。现在很多
研究者在研究新的安全、有效的基因传递系统，现
在非病毒传递系统是一种很有前景的基因传递系统。
5　基因治疗的发展方向
目前，基因治疗领域存在的主要问题是有效性
和安全性。事实上，自 1995年以来，全世界基因
治疗领域的科学家们在改善基因导入系统和载体方
面作了大量的努力，新思路、新技术和新方法层出
不穷。目前，在基因导入载体方面出现了两大主
流：一是非病毒载体系统；二是病毒载体系统。
由于非病毒系统导入基因的效率相对较差，故
在基因治疗临床试验中的使用率不到 20%；但非病
毒载体的生物安全性较好，特别是靶向性的脂质
体、靶向性的多聚物，以及脂质体 /多聚物 /DNA
复合物等新产品的出现，结合电脉冲、超声等新技
术，明显提高了导入效率和靶向性，是今后非病毒
载体发展的重要方向[12]。
病毒载体在基因治疗领域的应用最为广泛，大
约 70%的治疗方案采用了病毒载体，包括各种逆转
录病毒、腺病毒、腺相关病毒、疱疹病毒、痘病
毒等。这些病毒载体有各自的特点，同时也存在各
自的局限性。逆转录病毒能够选择性感染分裂细
胞，并整合到宿主细胞 DNA上，长期存在于宿主
基因组中等特点，使之成为第一个利用病毒进行基
199第3期 邓洪新，等：基因治疗的发展现状、问题和展望
因转移的工具。但是，重组逆转录病毒的感染和转
导效率较低，外源基因随机插入，可能导致突变。
为了提高基因导入效率，近年来新建立了慢病毒载
体(lentiviral vector)系统，它不仅能整合到分裂细胞
DNA中，对非分裂细胞也能整合，慢病毒载体对
淋巴细胞、干细胞和多种肿瘤细胞具有较高的转导
效率，因此倍受关注[13~ 14]。此外，新建立的假型
逆转录病毒载体，不依赖细胞表面的特异性受体，
具有更广泛的宿主范围。此外，还必须深入研究逆
转录病毒诱发癌症的机理，构建更为安全的载体。
腺病毒载体是基因治疗中最常用的病毒载体，
它具有包装容量较大、制备方便且易纯化和浓缩、
宿主范围广、感染效率高等特点；但第一代腺病毒
仍然存在许多缺点，如外源基因表达时间短、免疫
原性较强、高滴度时有明显的细胞毒性等。近年来
对腺病毒载体的改造非常活跃，产生了许多更安
全、更有效的载体，如无病毒基因的无肠型腺病毒
载体、靶向性病毒载体、复制型腺病毒等[15~ 16]。
腺相关病毒(AAV)因为不致病、宿主范围广、
能够感染分裂与非分裂的细胞、能插入到宿主细胞
染色体内或以染色体外串联体DNA的形式长期稳定
表达等特点，被认为是目前最好的载体，在遗传病
的基因治疗方面应用显示出优势，也被越来越多用
于治疗恶性肿瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病以
及应用于器官移植和组织工程研究[17]。有研究发现
腺相关病毒 AAV8是目前最有效的基因传递载体，
可高效地将外源基因传递到肌肉和心脏[18]。
基于同源重组和基因定点纠错原理，在 DNA
水平的原位修复(靶向性)是遗传性疾病基因治疗的理
想措施 [ 19 ]。
与基因治疗载体系统相比，治疗基因表达调控的
研究和进展相对滞后，主要受制于载体的包装容量。
随着人类基因组计划的进展与完成，新的基因座控制
区、隔离子、内含子、特异的启动子、增强子等
的发现与分离，必定带动基因治疗向前发展[20]。
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