引言 基因治疗为传统疗法无效的疾病提供了可选择的治疗方案。自2016年以来，欧洲药品管理局（European Medicines Agency，EMA）和美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准了总共6种基因治疗产品：2种用于治疗B细胞癌的嵌合抗原受体T细胞产品和4种用于治疗严重单基因疾病的产品。此外，目前有800多种细胞和基因治疗项目正在临床开发中。该文章对基因治疗领域目前的研究及发展状况做出了概述。 基本原理 对遗传病采取基因治疗有两种基本策略：一种是将整合载体导入前体细胞或干细胞内，从而使基因可以传给每个子细胞；另一种则是通过非整合载体将基因递送到长期存活的有丝分裂后细胞或缓慢分裂的细胞内，从而确保该基因在细胞存活期间持续表达。转移的DNA在染色体外达到稳定。第一种情况下，干细胞转导通常为离体操作，并且需要整合载体；第二种情况则通常是通过体内基因递送的方式实现。 在获得基因治疗的临床经验之前，研究者们就已确定了其理论上的潜在风险。临床数据对这些风险进行了修正和排序，目前已经明确，整合载体（例如逆转录病毒载体）的主要风险为插入诱变风险，即载体插入细胞DNA可能会破坏该DNA的功能元件。对于体内给药的载体，主要风险来自对载体的免疫应答。插入诱变风险目前已通过制造更安全的载体来降低或规避，免疫应答风险目前已通过辅助性免疫调节药物来降低。 体内基因治疗 目前，科学家已经利用一系列基因递送载体对单基因疾病进行了体内基因转移研究，大多数研究主要应用AAV载体。重组AAV载体是利用一种非致病性无包膜细小病毒构建而成，大部分AAV载体DNA在细胞内以稳定附加体的形式持续存在，因而AAV载体发生插入诱变的风险低。 alipogene tiparvovec（Glybera，uniQure）是首个商业化AAV载体产品，也是针对遗传病的首种基因治疗。该药物的获批标志着AAV产品可达到监管要求，因此人们对其他AAV载体产品的开发兴趣也得以提升。目前体内基因治疗的主要应用如下： （1）视力衰退。美国FDA和EMA均批准了一种AAV载体产品voretigene neparvovec-rzyl（Luxturna，Spark Therapeutics），用于治疗由RPE65突变引起的一种罕见的、常染色体隐性遗传的失明。如果不接受治疗，大多数患者的病情最终会发展到完全失明。voretigene neparvovec-rzyl的获批推动人们采用类似方法治疗其他先天性失明，针对各种遗传性视网膜营养不良的试验目前正在进行中。 （2）血友病。以肝脏或其他器官为目标对AAV载体进行的全身性血管内给药已经在数种重度遗传病中获得了正面的临床结局。应用AAV载体介导的基因转移治疗血友病的3期试验目前正在进行中，文章认为目前研究中的安全性数据令人鼓舞。 （3）脊髓性肌萎缩。AAV全身性给药的另一个成功应用是治疗脊髓性肌萎缩。2017年，研究者报告了15名1～8月龄婴儿单次静脉注射表达SMN1的AAV9载体后获得的结果，2019年，该治疗获得美国FDA批准。将试验扩大到100多名婴儿和儿童之后虽证实了前期研究的结果，但出现了两例死亡病例，一例与其基础疾病的发展相关，另外一例仍在等待尸检结果。 离体基因治疗 2016年，采用造血干细胞和祖细胞（HSPC）进行的离体基因治疗达到了一个里程碑，当时EMA批准了Strimvelis（Orchard Therapeutics）用于治疗腺苷脱氨酶（ADA）缺陷型重度联合免疫缺陷（SCID）。具体方法是采用γ-逆转录病毒载体插入ADA基因的功能性拷贝，然后将经过上述基因修饰的自体HSPC输入患者体内。这次试验虽取得了成功，但为实现长期治疗获益，必须为经基因修饰的自体干细胞打开骨髓微环境并创造空间，然而清髓所需的化疗具有毒性，会增加继发性肿瘤或骨髓衰竭的发生风险，目前基于抗体的预处理方案等替代策略仍在研究中。 离体基因治疗的另一个研究方向是地中海贫血和镰状细胞贫血的治疗。EMA有条件地批准了Zynteglo用于治疗12岁及以上，且不属于β0/β0基因型的输血依赖型β-地中海贫血患者。靶向不同基因、利用不同载体治疗镰状细胞性贫血的4项基因治疗试验正在进行中。 领域未来发展 所有细胞和基因治疗都面临了一个挑战：这些高价值疗法的“一次性”与针对长期用药所设计出的报销制度之间存在矛盾。基因治疗的进展为之前无药可医的多类疾病带来了新的治疗方法，但医疗系统不会获得直接的费用补偿。因此，文章认为未来必须解决基因疗法的付费问题。 此外，对于应用AAV载体进行的体内基因治疗，文章认为未来10年的努力将集中于阐明和管理人体对载体的免疫应答，并继续改进AAV载体的设计和开发，从而提高靶向能力并采用较小剂量达到体内疗效。 对于离体基因治疗，文章认为未来的目标包括改进慢病毒载体的设计、进一步提高其安全性，以及开发毒性较低且有助于基因矫正干细胞稳定植入的预处理方案，从而减少并发症。 基因治疗的进展为许多迄今无法治愈的疾病带来了令人兴奋的新治疗机会。然而，要克服这类新型药物带来的挑战并实现其全部治疗潜力，文章认为仍需要强有力且持续的努力。 查看详细>>

7月29日，sipri网站发表了一篇评论认为3D打印技术在生物武器的开发、生产和交付方面所拥有的潜力或许会增加生物武器扩散的风险。 3D打印技术可用于构建几乎任何形状或形式的物体，目前受到特别关注的一种是生物打印。生物打印主要使用生物墨水来沉积生物链以实现细胞及支撑结构的精确分层排列，然后这些材料将基于细胞的生物过程生长成为功能组织。 这些技术应用前景喜人的同时也存在潜在的风险。文章指出，3D打印技术可用于印刷生产实验室设备组件以及生产生物武器所需的其他物品，降低了具有较少知识经验的生产者生产复杂产品的难度。另外，它还可实现分散生产，从而减少对货物实际跨境运输的需求，进而更有可能规避出口管制所施加的障碍，这些都增加了出口管制的难度和生物武器扩散的风险。 文章认为，虽然出口管制目前是3D打印技术内部监管讨论的重点，但应对其在生物武器方面所带来的挑战需要采取更全面的方法，包括制定更强的行业合规和尽职调查标准等。文章呼吁各国与所有利益攸关方合作，认真监测目前面临的微妙风险情况，以防止3D打印技术成为生物武器扩散的推动者。 查看详细>>

美国战略与国际问题研究中心（CSIS）8月6日发布简报指出，美国的生物安全科研经费不足，生物安全领域的研究亟需联邦政府资金支持。 CSIS发现，美国缺少对生物实验室事故发生之方式和原因的研究，且生命科学安全数据缺乏的状况长达数十年。几乎没有联邦资金被用在经验性生物安全研究上，也没有任何政府机构为生物安全实践数据提供资金。CSIS认为，在当下，人们理解和操纵生命的能力超过了对生物安全的理解和认知；技术壁垒的减少使得未经生命科学正式培训的研究人员也能够操纵微生物，这一系列现状都使得生物安全研究缺乏的后果比以往更为严重。 简报称，为生物安全做出重大改变所需的资金并不大，每年仅需花费1000万美元，生物实验室安全性实证研究就将获得充足的资金支持。而如果不采取行动，致命的实验室事故可能会使数十亿美元的生命科学投资付诸东流、破坏数十年来的生物医学研究成果。 查看详细>>

据Science网站8月12日报道，美国的几个亚洲及高等教育组织团体联合发表了一封公开信，呼吁美国不应该以阻止学术间谍活动为由对一些少数族裔进行监视。 这封信引用了NPR新闻网的一篇报道，该报道描述了联邦调查局敦促大学官员监视中国学生和华裔研究人员在校内的活动。这封信声称“北京的技术威权主义在全球影响力越来越大，且使用了监视手段”，并警告称“美国的回应绝不能效仿自己所反对的策略”。 来自非营利组织美国作者协会（PEN America）的Jonathan Friedman表示：“我们并不是说政府没有追踪非法活动的权利，但我们正努力发出捍卫正当程序和学术自由的克制之声。” 查看详细>>

据Frederick News Post 8月3日报道，美军德特里克堡（Fort Detrick）实验室由于未能通过疾控中心的生物安全检查被勒令关闭，其所有处理高致病物质（如埃博拉病毒）的研究均无限期搁置。 根据实验室方面发言人Vander Linden的说法，暂停是由多种原因导致的，包括未遵循当地程序、缺乏对生物防护实验室工人的定期重新认证培训等，其废水净化系统也未能达到“联邦选择制剂计划”（Federal Select Agent Program）制定的标准。 美国疾控中心发言人Kathryn Harben表示：“应采取一切必要措施来解决任何违反规定的行为，确保选择制剂和毒素的安全性。” Vander Linden坦言不知道实验室何时能够继续运行，但将努力满足陆军和疾控中心的要求，“抓住机会纠正缺陷、发挥优势，为未来发展打下更坚实、更安全的基础。” 查看详细>>

据Venturebeat网站8月8日报道，英国国民健康服务局（National Health Service，NHS）宣布将投入2.5亿英镑建立一个全新的人工智能实验室。NHS表示，新实验室将致力于把学者、专家与科技公司结合在一起，共同应对医疗保健领域的重大挑战。 NHS英格兰首席执行官Simon Stevens称，建立AI实验室的最终目标是利用人工智能系统实现日常任务的自动化，让NHS员工队伍的工作能够更上一层楼。此外，AI实验室的另一个核心任务是检查已投入使用的算法并提高安全水准，使其在确保患者隐私安全的同时更为强大。 英国首相鲍里斯表示：“今天投入的资金不仅关乎护理界的未来，它还将通过自动化管理任务、解放员工双手去照顾病人来推动医疗保健前沿的发展。” 查看详细>>

据世界卫生组织官网8月10日报道，沙特卫生部首次使用了卫生预警系统（Health Early Warning System，HEWS），确保尽早发现并及时应对与大规模集会有关的健康威胁和紧急情况。该系统通过监控临床报告来识别异常卫生事件集群。它非常适合发现在大规模集会期间由于拥挤和不良卫生条件引起的腹泻病和呼吸道感染。 截至2019年8月初，该系统已在包括麦加、麦地那、阿拉法特等朝觐地区附近的17家医院和96家医疗机构得到应用。 查看详细>>

8月7日，BMC Biology期刊发表了一篇合成生物学领域的文章，文章重点讨论了无细胞系统（Cell-free systems，CFS）将如何实现新技术并加速生物工程即将到来的革命。 在传感器开发方面，CFS的转录和翻译特性可用于宿主基因电路传感器，检测具有精确灵敏度和特异性的小分子和核酸；在治疗药物开发领域，无细胞生物制造十分适合疫苗生产，它可迅速扩大规模以应对突发公共卫生事件。 文章预计无细胞系统领域的研究将继续扩大并与其他工程系统合并，或将使合成生物学更加贴近电子学和机器学习。 查看详细>>