基 因 放 射 治 疗 恶 性 肿 瘤

基基 因因 放放 射射 治治 疗疗 恶恶 性性 肿肿 瘤瘤肿肿 瘤瘤 治治 疗疗 的的 现现 状状外科手术、放射治疗及化学治疗三大传统手段治疗水平基本已经达到极限， 生物治疗 发展迅速基因治疗是分子生物学与现代医学相结合的产物，是利用最先进的生命科学和临床医学的技术， 从体外将基因或基因片段转移进患者的细胞内，以达到治疗疾病的目的基因治疗的关键是 把外源基因转移到细胞内，并使其有效适度地表达基基 因因 治治 疗疗基基 因因 治治 疗疗 的的 基基 本本 策策 略略1. 基因矫正治疗 : 对突变基因进行置换、修正，在功能上替换病态基因2. 基因灭活治疗 : 抑制异常基因如恶性肿瘤中的癌基因3. 基因修饰治疗 : 导入外源基因，修饰、改变细胞的功能或使原有的功能得到加强基基 因因 治治 疗疗 的的 途途 径径1. 离体基因转移 ex vivo2. 直接活体基因转移 in vivo基基 因因 转转 移移 的的 方方 法法1. 物 理 法2. 化 学 法3. 生 物 法 *基基 因因 治治 疗疗 生生 物物 转转 移移 法法1. 逆转录病毒载体2. 慢病毒载体3. 腺病毒载体4. 腺病毒相关病毒载体5. 痘苗病毒载体6. 单纯疱疹病毒载体逆逆 转转 录录 病病 毒毒 载载 体体 的的 特特 点点1. 逆转录病毒表面的糖蛋白能被很多哺乳动物细胞膜上的特异性受体所识别，因而可以高效率地将基因转移到被感染的细胞内2. 被转移的外来基因能整合进被感染细胞的基因组中而不丢失， 有利于被转移基因的永久保存3. 外来基因整合的拷贝数一般只有 1个4. 逆转录病毒只能感染正在分裂的细胞5. 逆转录病毒载体最大可以装载 8 10 kb 大小的外来基因逆逆 转转 录录 病病 毒毒 载载 体体 的的 缺缺 点点1.逆转录病毒只能感染正在分裂中的细胞，不能将基因转移到不分裂的肌肉、脑、肺和肝等正常组织的细胞内2.在生产制备重组逆转录病毒时很难将滴度提高到直接体内基因转移所需要的水平3.外来基因随机地整合进被感染细胞的基因组中，有可能激活癌基因或灭活肿瘤抑制基因腺腺 病病 毒毒 载载 体体 的的 特特 点（点（ 1）1. 对人类安全。美国长期应用腺病毒进行免疫疫苗接种无导致严重疾病的记录2. 腺病毒特异性受体较普遍地存在于哺乳动物细胞膜上，宿主范围广泛。腺病毒既感染分裂的细胞，也感染不分裂的细胞，基因治疗应用范围大，而且感染效率很高，最高可达 100%3. 被转移的遗传物质不整合进被感染细胞的基因组内，无激活癌基因或灭活抑癌基因的危险腺腺 病病 毒毒 载载 体体 的的 特特 点（点（ 2）4. 腺病毒载体介导的基因转移在感染细胞后表达明显高于逆转录病毒载体系统，但持续时间最长不超过 6个月5. 由于腺病毒能感染呼吸道和消化道，所以可通过吸入或口服的方式进行基因转移6. 易于制备和纯化，很容易获得高滴度的重组腺病毒，有利于直接活体基因治疗7. 腺病毒载体最大可装载 7 8 kb 左右大小的外来基因腺腺 病病 毒毒 载载 体体 的的 缺缺 点点1. 由于腺病毒载体转移基因不整合进细胞的基因组中，随着细胞的分裂，细胞内的转移基因逐渐丢失2. 虽然由腺病毒诱发的免疫反应有利于开展肿瘤免疫方面的基因治疗，但它引起的免疫排斥反应不利于反复治疗3. 宿主范围广泛是腺病毒载体的一个优点，但同时特异性差又是它一个缺点。很难以腺病毒载体针对某一特定组织进行基因治疗美国进入临床试验的基因治疗方案（美国进入临床试验的基因治疗方案（ 2001， 12）共 472项肿瘤 292 项 (61.9%)非治疗性试验 3项(0.6%)艾滋病 35项(7.4%)其他疾病 58项(12.3%)标记基因 34项(7.2%)单基因疾病 50 项 (10.6%)肿瘤基因治疗存在的问题肿瘤基因治疗存在的问题1. 肿瘤的发生涉及很多基因的改变，只针对个别基因进行基因治疗难以治愈肿瘤2.目前基因转移系统的效率尚不能达到肿瘤治疗的临床要求* 非生物法 基因转移系统（如脂质体）的效率低* 逆转录病毒不能感染不分裂的处于静止状态的肿瘤细胞* 腺病毒有较强的免疫源性，引发机体对病毒的免疫排斥，难以重复使用基因治疗基因治疗 + 放射治疗放射治疗基因放射治疗（基因放射治疗（ Genetic Radiotherapy）肿瘤基因放射治疗的主要策略肿瘤基因放射治疗的主要策略1. 肿瘤免疫基因放疗2. 直接杀伤或抑制肿瘤细胞的基因放疗3. 抗肿瘤血管生成的基因放疗4. 放射保护性基因治疗 1. 放射线可提高基因转移的效率，因而提高了基因治疗的效果2. 基因治疗可增强放疗的疗效* 直接杀伤或抑制肿瘤细胞的基因治疗联合放疗不但能提高肿瘤细胞的杀伤能力，还可对抗放疗后肿瘤细胞的再增殖* 针对血管生成的基因治疗可改变肿瘤细胞的氧合情况，进而提高其放射敏感性* 放疗保护性基因治疗可降低正常组织的放射性损伤，为提高放疗剂量进而提高疗效提供了可能性基基 因因 放放 射射 治治 疗疗 的的 优优 势势一、肿瘤免疫基因放射治疗一、肿瘤免疫基因放射治疗1. 细胞因子基因2. 人类白细胞抗原（ HLA） 基因3. 共刺激因子基因转移肿瘤细胞1. 细胞因子基因转移肿瘤细胞细胞因子基因转移肿瘤细胞转移基因 : IL 1-12， IFN a-g， TNF， G-CSF， GM-CSF，M-CSF 等细胞因子靶细胞：肿瘤细胞作用原理： * 免疫源性瘤苗* 细胞因子本身对肿瘤细胞的直接毒性作用 2. 人类白细胞抗原（人类白细胞抗原（ HLA） 基因转移肿瘤细胞基因转移肿瘤细胞转移基因 : HLA ， 属于主要组织相容复合物（ MHC） 大类中的一种靶细胞：肿瘤细胞作用原理：抗原递呈细胞（ APC） 递呈肿瘤抗原时， T淋巴细胞必须识别同种 HLA 才产生免疫应答杀死肿瘤细胞。肿瘤细胞 HLA 表达缺乏是肿瘤逃避机体免疫监控机制的一个重要因素。向肿瘤细胞内转入 HLA 可以激活机体抗肿瘤的免疫活性3. 共刺激因子基因转移肿瘤细胞共刺激因子基因转移肿瘤细胞转移基因 : 共刺激因子靶细胞：肿瘤细胞作用原理： T 淋巴细胞只有进一步识别了被 APC 同时递呈的共刺激因子后才能激活免疫效应细胞，否则容易产生免疫耐受将转移基因 cDNA置于射线诱导启动子 EGR（ early growth response-1） 的控制下制成重组腺病毒 ， 肿瘤内注射后在放射线的作用下局部高量表达 肿瘤免疫基因放射治疗的机制肿瘤免疫基因放射治疗的机制在实验研究的基础上，针对乳腺、肺、结 -直肠、胰腺、头颈部癌、黑色素瘤及软组织肉瘤（共 16例患者）进行了AdEGR-TNF瘤内注射联合放疗的 期临床试验放疗剂量 30 70 Gy； 病毒剂量为 4109 41011 pu，W1 W2 注射 2次 /W ， W3 W6 注射 1次 /W未发现剂量限制性毒性或严重的不良反应在 7例可进行疗效分析的患者中 CR 2例、 PR 2例、 MR1例、 SD 2例。目前此研究已进入 期临床试验 二、直接杀伤或抑制肿瘤细胞的基因放射治疗二、直接杀伤或抑制肿瘤细胞的基因放射治疗1. 药敏自杀基因2. 抑癌基因3. 反义癌基因转移肿瘤细胞1. 药敏自杀基因转移肿瘤细胞（药敏自杀基因转移肿瘤细胞（ 1）* 单纯泡疹病毒胸苷激酶 (HSV-tk): 丙氧鸟苷（ GCV） 三磷酸丙氧鸟苷* 水痘 -带状泡疹病毒胸苷激酶 (VZV-tk): 6-甲基嘌呤阿拉伯糖 三磷酸 6-甲基嘌呤阿拉伯糖* 大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶 (EC-CD): 5-氟胞嘧啶 5-氟尿嘧啶1. 药敏自杀基因转移肿瘤细胞（药敏自杀基因转移肿瘤细胞（ 2）转移基因：药敏自杀基因靶细胞：脑瘤细胞作用原理：药敏自杀基因重组逆转录病毒只感染分裂的脑瘤细胞，而不感染不分裂的正常神经细胞。使用前药物后，只有肿瘤细胞被杀死，而正常脑组织不受损伤 药敏自杀基因放疗的优势药敏自杀基因放疗的优势* 药敏自杀基因和放疗分别作用于细胞周期中的 S期及 M-G2期，联合应用可提高疗效* 转化后的前体药物搀入新合成的 DNA中后导致 DNA合成终止，进而细胞死亡，因而增加 DNA对射线的敏感性* 转化后的前体药物搀入 DNA中可干扰放射损伤的修复* 放疗可使药物从受到损伤的细胞中释放出来，因而强化了基因治疗的 “旁观者效应 ”采用 HSVtk重组腺病毒 ， 以口服 valacyclovir代替静脉注射的 GCV 低危组（ PSA10， Gleason分级 7， T1-T2a肿瘤） Ad-HSVtk 5 1011 vp d0、 56、 70注射，然后口服 valacyclovir持续 14d， 前列腺放疗始于 d2， 平均 76Gy/35F 中危组（ PSA10， Gleason分级 7或 T2b-T3肿瘤）基因治疗同前，但自d0行 4月内分泌治疗， 前列腺放疗始于 d58， 剂量同前 高危组（病理证实盆腔淋巴结有转移）在 的基础上加盆腔放疗 45Gy 药敏自杀基因放疗前列腺癌的药敏自杀基因放疗前列腺癌的 I/ 期临床试验期临床试验病例数： 45例中位随访时间： 10月不良反应：valacyclovir超敏反应 1 例 （出组） 3级肝转胺酶升高 1 例3级泌尿道不良反应 1 例其他 3级或以上不良反应发生 0 例疗效：除 1例出现骨转移外，其他患者的 PSA水平均降低 2.