基因治疗（gene therapy）是指将外源正常基因通过基因转移技术导入靶细胞，以纠正或代偿基因缺陷和异常引起的疾病，最终达到治疗目的的一种生物治疗方法。
至今，全球有超过2600个基因治疗临床试验正在进行。
▲1989-2017每年基因治疗的临床项目数一览
基因治疗最早由美国科学家Michael Blease于1968年提出，但直到1989年，FDA才首次接受将载体导入的基因治疗方法用于晚期恶性黑色素瘤患者，标志着基因治疗临床试验的开启。此后，基因治疗经历了“螺旋式”的发展历程。
在2012年欧洲EMA批准了第一个基因药物上市-格利贝拉，用于治疗一种罕见性的遗传病——脂蛋白脂肪酶缺乏症，但该药物最终因定价过高，需求量低而退市，但其标志着基因药物正式作为疾病治疗的新方法应用于临床。
▲基因治疗研究进展（图片来源：www.fasebj.org）
近些年，基因治疗发展如火如荼。
✔ 2016年EMA再次批准基因治疗药物Strimvelis用于治疗儿童腺苷酸脱氨酶缺乏性重度联合免疫缺陷症（ADA-SCID）
✔ 2017年美国FDA首次批准Spark公司基因治疗产品Luxturna获批上市，具有划时代的意义。
此外，针对血友病、地中海贫血症、杜氏肌营养不良等疾病的基因疗法在临床中取得了令人振奋的治疗效果，为疾病的治疗提供了新的选择。
▲部分已获批基因治疗药物
在长期的科研和临床实践和摸索中，基因治疗的基本策略主要包括两类：体内治疗和体外治疗。
体内治疗是直接通过使用载体将含有修复基因导入局部和全身进行治疗。体外治疗是将患者的体细胞从体内分离，在体外进行培养并使用携带有正常基因片段的载体修复突变基因，最后通过注射的方式回输至患者体内以进行疾病的治疗。体外治疗一般使用整合型载体，对诸如造血干细胞一类具有持续分裂能力的细胞进行基因插入。而体内治疗则使用非整合性载体，大多通过静脉注射等与一般药物类似的给药方法，更加便于实行。
▲基因治疗策略
由于基因治疗需要将相应的基因片段递送到人体或细胞中，因此进行基因治疗离不开基因递送技术——即载体系统。 目前基因治疗过程中用到的载体系统主要分为两类：病毒类载体和非病毒类载体。
▲临床中使用的载体
基因载体系统可将正常基因导入以缓解自身缺陷相关基因，或导入致病基因抑制性的序列如miRNA和shRNA等以降低致病基因翻译或转录水平。这些操作当然离不开基因编辑工具。
当下主流的基因编辑工具主要有以下几类：
1、早期的大范围核酸酶技术、锌指核酸酶技术（zinc finger nuclease, ZFN）
2、转录激活子样效应物技术（transcription activator-like effector nuclease,TALEN）
3、成簇的规律间隔短回文序列重复（clustered regulatory intersoaced short palindromic repeat,CRISPR）——CRISPR相关蛋白(Cas)
这些工具都可实现对于目的基因的校正、敲除和增加。
