接受基因療法後，這個失去皮膚的「蝴蝶男孩」活了下來

編者按

這一周的「基因編輯嬰兒」事件，讓「基因編輯」這樣一個離日常生活有些遙遠的技術，進入了大眾視線。對「基因編輯嬰兒」事件的批評中，還有一部分火力朝向的是技術本身。

然而，科學和技術都是中立的，它們被讚揚還是批評，都取決於運用的具體事件。基因編輯技術正在不斷發展，頻頻取得成果。就在前幾天，武漢科技大學生命科學與健康學院的張同存教授和顧潮江教授，剛剛取得了運用CAR-T免疫細胞治療艾滋病的發明專利。這裡的「CAR-T技術」，就是通過基因編輯，讓T細胞表達可與含HIV病毒表面蛋白相結合的蛋白質，並激發細胞免疫，將含有病毒的細胞殺死。

或者，像今天這個叫哈桑的小男孩，通過基因編輯技術的治療，獲得新生的故事。

哈桑（Hassan）就要死了，他才7歲。

2015年6月，哈桑被送進了德國波鴻魯爾大學（Ruhr University）附屬兒童醫院燒傷科，他看上去就像受過非人的虐待——整個人都是血紅色，全身上下的皮膚幾乎都是破損、水泡和感染。住院後不久，他失去了全身60%的皮膚。又過了幾周，他失去了80%的皮膚。只有頭部和左腿上還剩了點整塊的皮膚。只有注射嗎啡，才能略為緩解他的痛苦。

哈桑問他的父親：「為什麼我會得這種病？為什麼我要過這樣的生活？」

父親無言以對。

紙一樣皮膚的男孩

皮膚是人體最大的器官，它像空氣一樣缺少存在感，也像空氣一樣，一旦失去，就會讓人發現它有多重要。失去了皮膚屏障，脆弱的肉身、敏感的神經，就會直接暴露在各種傷害之前。

最外層是表皮，然後是真皮，在表皮與真皮之間有一層「細胞外間質」，把表皮牢牢地「粘」在真皮之上。

細胞外間質中有一種蛋白，叫層黏連蛋白-332（laminin-332），編碼這種蛋白的有兩個基因，其中一個叫LAMB3基因，編碼這個蛋白的β3亞基。

哈桑正是LAMB3基因出了問題。

2個微小的鹼基突變，讓哈桑的這種蛋白失去了作用，失去了「膠水」的表皮無法黏附在真皮上，也無法保護嬌嫩的真皮。他的皮膚變得像紙一樣脆弱。日常磕碰，甚至像穿衣這樣的輕輕摩擦，都會讓皮膚受傷，繼而出現糜爛和水皰。那些普通人根本不會在意的微小劃痕，在他身上都會變成一個個巨大傷口。

這種先天遺傳病，叫交界型大皰性表皮鬆解症（JEB）。大概200萬人里才會有一個人出現這種變異。患者只能減少活動，盡量穿寬鬆衣服，用繃帶、手套等保護脆弱部位，每天清理傷口防止感染，服用大量止痛藥……即使如此，他們的皮膚還是會反覆破潰，好不容易癒合，又往往會留下瘢痕，導致手腳變形、手指併合、關節痙攣。由於皮膚長期處在慢性炎癥狀態，他們還容易得上皮膚癌。

患有大皰性表皮鬆解症的新生兒丨Medscape

回想一下你上次被紙割傷的痛楚，然後想像一下，如果你全身一半以上都是這種傷口，感覺會如何？

這就是JEB患者的日常生活。

每一天，戰戰兢兢，如履薄冰，任何一次大面積感染，都可能要了他們的命。得了這種病的孩子， 40%沒有活過青春期。這是一種不治之症。

而哈桑是其中一個。

從無計可施到基因療法

托比亞斯?羅特弗特（Tobias Rothoeft）醫生是治療哈桑的燒傷科醫生，他和同事們已經試過了所有辦法：換敷料，用抗生素，插管灌食，每周輸300ml紅細胞，用人造皮膚，移植孩子父親的皮膚……

但孩子的情況在不斷惡化。

哈桑入院5周時，醫生已經無計可施。各項指標越來越差，羅特弗特不得不找來哈桑的父親，艱難地對他說，他們應該考慮把哈桑轉去安寧照護了。姑息治療，可以讓這孩子走得不那麼痛苦。

當然，如果無論如何也要拚死一搏，那麼確實還有一個辦法。

醫生們在醫學期刊里查到過一個義大利團隊9年前發表的論文。義大利科學家在兩個JEB患者身上試了基因療法。將皮膚細胞取出來，將正常的LAMB3基因轉進去；然後把這些轉基因皮膚細胞在體外培養成一塊塊「皮膚拼布」，再貼回去。那些轉基因表皮細胞在8天里就成功長到了病人身上，後來逐漸成了正常皮膚。

義大利團隊2006年在一個JEB患者右上臂小範圍嘗試了轉基因皮膚移植丨參考文獻[2]

這是個風險很大的辦法。

首先，這個實驗療法只在兩個病人身上小範圍試過，而哈桑需要換掉全身80%的皮膚，這是史無前例的；

其次，被基因改造過的幹細胞可能無法正常分化為皮膚。改造過的皮膚，移植後也可能會被哈桑的免疫系統排斥；

緊接著，手術準備、移植過程漫長而痛苦，哈桑現在的身體狀況未必撐得住，哈桑可能會經受更多痛苦，然後依然會死去。

但這確是最後也是唯一的希望。

哈桑父母說，好。

2015年7月，醫院倫理審查委員會批准了這個實驗治療方案。8月，當地政府給出了許可。基因治療，正式啟動。

義大利與德國的聯合行動

「簡單地說，沒有你的上皮細胞，你活不下去。」米歇爾?德盧卡（Michele de Luca）說。

米歇爾·德盧卡，義大利基因治療研究者，接到求助後，他趕往德國去救哈桑丨cbc.ca

德盧卡來自義大利的摩德納與雷焦艾米利亞大學（University of Modena and Reggio Emilia），是那個基因療法的創造者。但即使是他，也沒有十足把握。要不是哈桑別無選擇，可能沒人有勇氣進行這樣的治療。

第一步，從哈桑的左腿內側，取下一小塊邊長4厘米的、比較完好的皮膚。在體外培養他的皮膚細胞；

第二步，製造帶有完好LAMB3基因的逆轉錄病毒；

第三步，將逆轉錄病毒加入皮膚細胞里，等著病毒將基因插入皮膚細胞的基因組內。然後這些細胞就會帶著完好的LAMB3基因不斷複製。

幹細胞移植和基因治療，最大的風險就在於導致癌症。逆轉錄病毒會把基因隨機插回基因組裡，如果破壞了一些抑癌基因，那麼就可能把細胞變成癌細胞。而且這樣的癌細胞還可能生長分裂極快，超過其他細胞，成為優勢細胞。

為此，研究團隊特地靠測序確定了插入的位點。他們發現，插入的地方有很多，至少27000多個。40%插在了基因組裡的「垃圾段」，47%插入了不表達蛋白的基因里。幸運的是，沒有一個破壞了已知的抑癌基因。另外，沒有任何一種細胞長得特別快。

繼續培養那些皮膚細胞，慢慢出現了三種細胞群：皮膚幹細胞組成的「幹細胞克隆」（holoclone），部分細胞分化的「部分分化克隆」（meroclone），所有細胞都終末分化的「終末分化克隆」（paraclones）。

這三種克隆都能在纖維蛋白基質上長成單層細胞。也都將被貼到哈桑身上。

最後，科學家培養皿里長出了許多「人皮拼圖」，小的大概4厘米見方，大的大概8厘米見方，全部加起來，一共是0.85平方米的單層皮膚。

德國醫生輕輕用鑷子提起一片「皮膚細胞貼片」。這些浸泡在粉紅色細胞培養液里、果凍一樣的東西，就是長在纖維蛋白基質上的上皮細胞丨CMR Unimor

2015年10月，第一次手術。醫生清理乾淨創面，把皮膚貼回了哈桑的四肢。為了保持完全靜止以幫助皮膚生長，醫生用了異氟烷，將哈桑連續麻醉了12天。

他撐了過來。

2015年11月，第二次手術。這次皮膚要被貼回軀幹上的剩餘部分，主要是背、臀部、左手和肩頭。再次長期麻醉的風險太大，這次術後，哈桑沒有被連續麻醉，他必須靠自己的意志力忍住。

他忍住了。

這個孩子雖然才7歲，卻已經因為經歷過的苦難而變得堅強。

第二次移植手術4天後，醫生髮現哈桑的背部有屎腸球菌感染。還好，新皮膚挺住了。

2016年1月，又做了一次手術修補，這次貼了肋部、喉部、右腿、右手和肩部。那裡有表皮葡萄球菌感染。又一次，新皮膚挺住了。5周後，所有的「人皮拼圖」終於各歸其位，覆蓋了哈桑80%的皮膚。

沒有排異反應出現，免疫系統毫無反抗地接受了新皮膚。當然了，這些皮膚本來就是哈桑的一部分，現在只是經過了一些小小的改造而已。

哈桑的治療過程示意圖丨參考文獻[3]

2016年2月，哈桑出院。他一共在ICU里呆了整整8個月。一度沒有任何人相信，他能活著離開那裡。但現在他痊癒了，帶著80%的新皮膚。

而哈桑的父親，也終於可以回答兒子那個問題——為什麼我會得這種病？為什麼我要過這樣的生活？

因為有些孩子是小蝴蝶，需要蛻一次皮，才能長大。

哈桑的轉基因皮膚丨參考文獻[1]

尾聲

皮膚並不是一個靜態的器官，它是不斷複製，每個月全面更新的。

術後4個月、8個月、21個月，醫生分別從哈桑身上取了三次皮膚組織做活檢，每次都得出同一個結論：基因修改過的皮膚細胞，功能良好。那些新皮膚長出了汗毛與汗腺，有韌性，有彈性，和正常人的皮膚沒什麼兩樣。

科學家們表示滿意，「我們做這些活檢已經差不多夠了，不能做個沒完，他是個病人，不是小白鼠。」

左圖，取活檢的傷口正常癒合，沒有像過去那樣起一個大水皰。右圖，即使揪起皮膚也不再擔心弄傷哈桑丨參考文獻[1]

科學家還發現一件很神奇的事。

在4個月時，也就是哈桑全身的皮膚細胞大概更新過4輪的時候，當初的27000多種插入位點，絕大部分消失了，只剩下了幾百種插入位點。也就是說，絕大部分移植的細胞，雖然活了，卻沒有複製留下自己的後代。

從前科學家一直有個疑問，人體皮膚到底是所有細胞都能複製更新，還是少數皮膚幹細胞負責更新全部皮膚？從現在哈桑的結果看，後一種猜想是對的，在全部皮膚細胞里，大概有5%是皮膚幹細胞，它們負責複製、分化、更新所有的皮膚。哈桑小朋友，就這樣幫科學家解決了一個難題。

至於哈桑的未來，德盧卡還是相當樂觀的。從過往燒傷病人的皮膚移植病例來看，只要皮膚成活，預後都非常良好，有些燒傷病人已經跟蹤隨訪了30年，沒有大問題。他說：「我認為這些再生的上皮能用上一輩子。」

現在，9歲的哈桑過著一個正常孩子的生活，他不需要服用任何藥物，也不用塗任何油膏。他上學，踢足球，跟小夥伴打鬧，在陽光下奔跑，有時跌倒，但受傷的皮膚會正常痊癒。有時他會主動脫掉外衣，炫耀自己的新皮膚。曾經會讓他痛苦的碰觸，他現在已經能大笑著接受。這些都是他此前從未享受過的生活。

哈桑在踢足球丨bbc視頻截圖

德國醫生和義大利科學家全力合作，救了一個小男孩——這真是一個科學故事所能有的最好結局。

而且他們還發了篇Nature。

作者：游識猷

編輯：odette，李小葵

參考文獻：

[1]Hirsch, T., Rothoeft, T., Teig, N., & De Rosa, L., et al. (2017). Regeneration of the entire human epidermis using transgenic stem cells. Nature. doi:10.1038/nature24487

[2]Mavilio, F., Pellegrini, G., Ferrari, S., &Capurro, S., et al. (2006). Correction of junctional epidermolysis bullosa by transplantation of genetically modified epidermal stem cells. Nature medicine, 12(12), 1397-1402. doi:10.1038/nm1504

[3]Aragona, M., &Blanpain, C. (2017). Gene therapy: Transgenic stem cells replace skin. Nature. doi:10.1038/nature24753

一個AI

賀建奎手裡的基因編輯技術是雜耍飛刀，讓沒有治療需求的人承擔未知的風險；但基因編輯在這個故事裡，卻是一把救命的手術刀。中立的技術，不該為某些」科學家「的莽撞和野心背鍋。

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