Многие пациенты с генетическими и приобретенными нарушениями, вызываемыми дефицитом плазменных белков (энзимов) сегодня лечатся путем замещения ферментов (белков или факторов), если такие терапевтические энзимы (белки) доступны для клинического использования. Напр., инсулин, факторы каогуляции и некоторые лизосомные ферментативные агенты, дефекты которых угрожают жизни в виде нативных или рекомбинантных белков. Хотя эти белковые продукты, как было установлено, эффективны для лечения определенных болезней, остается несколько затруднений. Одним из них являются медицинские затраты. Затраты в основном связаны с процессом продукции и нестабильностью этих продуктов. Др. затруднением является снижение качества жизни (QOL) среди пациентов из-за длительного, непрерывного лечения путем повторных применений, которые всё ещё необходимы. Хотя разработаны длительно действующие белковые продукты, но повторные вливания всё ещё необходимы. Дополнительной проблемой является то, что рекомбинантные белковые продукты не доступны для всех редких наследственных заболеваний.

При энзим-замещающей терапии (ERT) используются белковые продукты, повторяющиеся инъекции которых приводят к значительным флюктуациям концентрации в плазме продуктов между терапевтическим и субтерапевтическим уровнями у пациентов (Fig. 1). Концентрация в плазме может достигать субтоксических границ после инъекции высокой дозы bolus. Заметные повторяющиеся флюктуации в концентрации плазматических белков между интервалами инъекций могут влиять на метаболические пути в органах и клетках, приводя к вредным эффектам у пациентов. Чтобы разрешить эти проблемы, генотерапия (1-3) оказывается наиболее привлекательной при таких болезнях, благодаря устойчивому, на протяжении всей жизни действию добавляемых терапевтических белков. После применения генотерапии, терапевтические гены экспрессируются и генные продукты секретируются благодаря использованию вирусного вектора (in vivo генотерапия) или клетки, трансдуцированные терапевтическим геном (ex vivo генотерапия), которые наталкиваются на необходимость достижения непрерывной эффективной концентрации в плазме (Fig. 1). В обзоре обсуждаются современные попытки разработки замещения энзимов или белков посредством генотерапии при генетически наследуемых болезнях.

Недавний прогресс в генотерапии, включая одобрение двух продуктов (Glybera и Strimvelis), которые могут обеспечить пациентам устойчивые эффекты, проливают свет на разработку продуктов генотерапии. Большинство продуктов генотерапии базируются или на переносе генов in vivo посредством аденовирусов или на применении ex vivo гематопоэтических клеток с трансдуцированным геном. При таких обстоятельствах, это становится областью разных подходов, предоставляющих клиницистам др. терапевтические возможности, базирующиеся на изучении не только патологических механизмов, но и также на понимании физиологических функций тканей и клеток мишеней.