世界卫生组织将罕见病定义为患病人数占总人口的0.65‰～1‰之间的疾病或病变；约占人类疾病的10%。
瓷娃娃、月亮孩子、渐冻人等国际确认的罕见病有至种。根据医学文献显示，每个人的基因当中平均约有7组到10组基因存在缺陷。只要有生命的传承，我们就有可能在身边遇见罕见病。
人们推测，地球上可能有上万种单基因遗传病；考虑到人类基因组也不过区区两万多个基因，这个数字可以说是非常惊人。这个数字其实也就意味着，许许多多对人体机能非常重要的基因，一旦出现遗传变异就会导致疾病。
这些单基因遗传病的发病率高低不一，如镰刀形红细胞贫血症和囊肿性纤维化的发病率高达几百和几千分之一，而很多罕见的遗传病发病人数全世界每年只有区区几个人到几百人。更可以想象的是，许多遗传病因为太过罕见，甚至根本得不到发现和命名。
《上帝的手术刀》中提到：在疾病光谱中央地带分布着的，是大量由许多遗传变异共同影响，同时也受到环境因素影响的复杂疾病。举例来说，一种在国内媒体上曝光率较高的疾病是俗称“兔唇”的先天性唇腭裂。目前已知可能与先天性唇腭裂发病相关的基因变异多达数十种。很自然的，由于在多基因遗传病里每一个疾病相关基因对疾病的贡献通常都是一个很小的数字，因而与单基因遗传病相比，完全理解多基因遗传病的病因要困难得多。要是再加上环境因素的复杂影响，我们想要完全理解在绝大多数疾病中的基因的相对贡献就会变得非常困难。
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那么，如果想要战胜疾病，直接对基因动手术，会不会是一个一劳永逸的切入点呢？
从理论上说，如果能够精确地修改人体内的DNA序列，我们确确实实有可能战胜许多疾病。
今天的基因治疗能做什么呢？
有一种名为重症联合免疫缺陷病（ADA-SCID）的罕见遗传病，其发病率小于十万分之一。患有这种疾病的患者（见图2-7）的第20号染色体上，有一个名为腺苷脱氨酶（Adenosinedeaminase,ADA）的基因出现了遗传突变失去了原有的功能，使患者几乎完全丧失了免疫机能。抛开其背后复杂的病理分析暂且不谈，我们至少可以想出两个“粗暴”直接的治疗思路来“缺什么补什么”。干脆在人体里放回一个正确的腺苷脱氨酶基因，或者干脆在体外生产一些腺苷脱氨酶蛋白注射到人体中不就行了吗？
图2-7生活在气泡里的重症联合免疫缺陷病患者
因为免疫系统几乎完全失灵，任何一点外来病原体的感染对患者来说都足以致命。因此，罹患这种疾病的孩子只能生活在密闭的气泡舱里，所有的食物、玩具、衣物都需要经过严格消毒才能送入。
严格来说，一般只有前者才会被叫作基因治疗，因为只有前者才真的对患者的基因动了手术刀。不过后者也同样是在针对患病基因做文章，而且比“原教旨”的基因治疗门槛要低得多。因此也值得在这里插一闲笔，先说说这种治疗方法。
说起在体外生产蛋白质，可能很多读者马上会想到中小学课本里讲过的“人工合成牛胰岛素”，这是中国科学家在二十世纪五六十年代取得的重要科学成就之一。当时科学家们利用20种氨基酸单体分子为原料，依据天然存在的牛胰岛素蛋白质的氨基酸序列，将氨基酸分子按照特定顺序首尾相连，用化学方法制造出了具有生物活性的胰岛素蛋白。不过我们必须得说，相比历经亿万年进化锤炼的生物体，人工制造蛋白质的效率实在太低了。因此，在实际应用里，人们几乎都是在用生物体本身来帮助我们生产蛋白质。
怎么做呢？《上帝的手术刀》中我们已经知道，蛋白质分子的特定氨基酸序列信息，储藏在DNA分子的特定碱基排列中。因此，如果我们想要生产一个源自人体的蛋白质，只需要获取它的DNA序列，然后把这个序列放到诸如大肠杆菌或酵母菌之类的微生物中，就可以让大罐大罐的微生物帮我们日夜不停地生产人体蛋白质了。这种被称为“重组DNA技术”（见图2-8）的革命性发明在20世纪80年代后被广泛应用于许多蛋白质药物的生产中。实际上，一直到今天，治疗重症联合免疫缺陷病的标准临床方案中，仍然包括定期注射体外生产的腺苷脱氨酶蛋白。
图2-8重组DNA技术
简单来说，这项革命性技术的原理是将需要大规模生产的蛋白质所对应的DNA基因序列导入微生物中，在“中心法则”的指导下，让微生物为我们合成制造蛋白质。
将合成蛋白质注射给患者的思路很不错，但有一个问题，蛋白质在人体内是有生命周期的，它会慢慢地被机体降解消化掉并加以重新利用。所以一般而言，利用合成蛋白质治疗遗传病的时候，患者都需要定期——可能是几周一次，也可能是每天几次——接受蛋白质注射。这无疑是一件又麻烦又有点危险的事情。相比之下，用“原教旨”基因治疗的思路，将正常的腺苷脱氨酶基因重新引入患者体内，可能会提供一劳永逸的解决方案。因为这样一来，患者的体细胞也许将重新获得生产腺苷脱氨酶的能力，从而摆脱定期的蛋白质注射。
可想而知，改造人体基因的诱惑是无比巨大的。《上帝的手术刀》中提到：早在年，就在DNA双螺旋模型获得诺贝尔奖之后仅仅一年，分子生物学家约书亚莱德伯格就已经预言了在人体内引入基因的概念，并且乐观地认为，“这将仅仅是个时间问题”。到了二十世纪七八十年代，随着分子生物学技术的发展，至少在实验室里克隆和操作基因，将基因引入动物细胞和动物体内都已经不是什么天方夜谭了。到了20世纪90年代，美国的监管机构终于批准了医生和科学家开展基因治疗的人体试验。
