基因治疗

基因治疗的发展及其应用,组员： 侯曾华、覃立华、韦飞燕 许利勤、樊虹玲,前言,基因治疗一种很有发展前途的高新技术。基因治疗有望成为治疗遗传病、肿瘤、心血管病、病毒感染及其它难治性疾病的有效手段，本文通过国内外相关文献的分析，从基因治疗(基因治疗的现状、肿瘤的基因治疗)、基因治疗技术、基因治疗存在的问题和未来发展等进行综合叙述。人类的疾病是与其本身的基因的核苷酸发生变化有关。近年来，基因治疗作为一种安全的、新的疾病治疗手段，在一定程度上取得了重大进展。,1.基因治疗,基因治疗(Genethrapy)是向靶细胞引入正常有功能的基因，以纠正或补偿致病基因所产生的缺陷，从而达到治疗疾病的目的，通常包括基因置换、基因修正、基因修饰、基因失活等。简而言之，基因治疗是指通过基因水平的操纵而达到治疗或预防疾病的疗法。,1.1 基因治疗的现状,生物医学的深入研究表明，人类的各种疾病都直接或间接与基因有关。因此，可认为人类的一切疾病都是“基因病”。故人类疾病可分为三大类。一类是单基因病。这类疾病只需一个基因缺陷即可发生，如腺苷脱氨基酶(ADA)缺陷症。二是多基因病。此类疾病的病因大多比较复杂，不但涉及各个基因，往往还与环境因素(包括自然环境、社会环境、生活方式等)有关。基因缺陷和疾病表型都具有明显的多样性。型糖尿病、肿瘤、心血管疾病等皆属此类。三是获得性基因病。此乃病原微生物入侵所致，如艾滋病、乙型肝炎等。因此，理论上，人类所有的疾病都可采用基因治疗。,1.2 肿瘤的基因治疗,目前治疗癌症的基因疗法种类颇多，主要集中在免疫基因治疗、药物敏感性基因治疗、肿瘤抑制基因治疗治疗三个方面。,1.2.1 免疫基因治疗,常用方法有：细胞因子基因治疗、肿瘤抗原基因免疫治疗、反义基因治疗、用抗体抑制癌基因的产物杀灭肿瘤细胞。另外，端粒酶在形成过程中依赖一种染色体端粒分泌出的名叫HTERT的蛋白质，它是端粒酶产生的基础和模板。采用基因工程手段对这种蛋白进行改造，抑制端粒酶的产生过程，从而阻止癌细胞的无限分裂。,1.2.2 药物敏感性基因治疗,利用单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV TK)基因来治疗脑恶性胶质瘤，用“自杀基因”“插入”正在分裂增殖的肿瘤细胞，并与肿瘤基因组“整合”而“生出”胸苷激酶。该酶能使进入肿瘤细胞和原来对该细胞无毒的一种叫更昔洛韦的药物立即成为“毒死”肿瘤细胞的“杀手”，并能杀死邻近的肿瘤细胞。,1.2.3 肿瘤抑制基因治疗,恶性肿瘤本质是一种基因病，肿瘤的发生、发展与复发均与基因的改变密切相关，因此基因治疗针对的是肿瘤发生的根源在基因水平上对肿瘤进行根治。这方面研究最多的为野生型p53基因疗法。将重组的人P53腺病毒，通过注射导入人体所需的P53抑癌基因，以抑制肿瘤发展，甚至缩小肿瘤。,2 、基因治疗技术,2.1 基因治疗常用方法主要有体内疗法和体外疗法两种。体内疗法是将外源基因导入受体体内有关的器官组织和细胞内，以达到治疗目的，但其缺点是基因转染率较低。研究和应用较多的是体外疗法，即先在体外将外源基因导入载体细胞，然后将基因转染后的细胞回输给受者，使携有外源基因的载体细胞在体内表达治疗产物，以达到治疗目的。最常用的技术有三种：(1)体外处理疗法：将有基因缺陷的体细胞取出后，引入正常的基因拷贝后再送回体内；(2)原位疗法：使用载体将目的基因直接导入靶细胞；(3)体内疗法：将基因载体注入血液，定向寻找靶细胞并将基因安全有效地导入。,2.2 基因治疗载体,有效的基因治疗依赖于外源基因在受体中高效、稳定的表达，而这在很大程度上取决基因治疗所采用的载体系统。基因治疗载体可分两大类：病毒性载体和非病毒性载体。,2.2.1 病毒性载体,病毒性载体如逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、痘苗病毒、疱疹病毒、牛痘苗病毒和单纯疱疹病毒载体等。逆转录病毒应用最早，研究也相当深入，目前仍被广泛应用。,2.2.2 噬菌体载体,近年来，噬菌体因其高增值、安全、大容量等特性而受到人们重视，但由于噬菌体缺乏对哺乳类细胞的趋向性而受到限制。利用M13噬菌体通过成纤维生长因子(FGF)介导连接靶细胞，从而达到目标基因的转移。厌氧菌作为基因治疗的载体，具有肿瘤靶向性强、安全性高等特点，是一种新型的基因治疗载体。当厌氧菌携带具有治疗作用的目的基因时，可有效的抑制实体瘤细胞的生长。,3基因治疗所面临的问题,基因治疗是一种新的治疗手段，可以治疗多种疾病，包括癌症、遗传性疾病、感染性疾病、心血管疾病和自身免疫性疾病。过去几年里，全球基因治疗临床试验取得了很大的进步。实际上，基因治疗也遇到了很多困难。目前尚存在很多根本性的问题：（1）许多基因缺陷病的早期诊断还有困难；（2）缺乏对靶细胞定向导入基因的技术；（3）基因治疗载体的安全性和有效性问题；（4）导入基因的表达和调控问题；（5）基因治疗的社会和伦理道德等。,4.发展前景,基因治疗是一种在对疾病治疗产生巨大影响之前，仍需几年才能达到的强有力的新技术。在医疗的每一个领域，给病人基因治疗的能力对治疗、治愈和防治目前危害人类健康的大范围瘟疫疾病提供了极好机遇。随着分子生物学、病毒学，免疫学等相关学科的发展和交叉渗透，基因治疗的研究将突飞猛进。基因治疗作为一种全新的疾病治疗手段，将很大程度地改变人类疾病治疗的历史进程。随着人类基因组计划的完成、功能基因组学的发展，更多的疾病的致病基因将被发现，基因治疗的前景看好，在未来基因治疗可能成为某些疾病的常规治疗手段。,参考文献,1邓洪新,田聆,魏于全. 基因治疗的现状、问题和展望J. 生命科学, 2005, 8(3): 196-197.2蔡冬坡.肿瘤基因治疗的现状和展望J.中国肿瘤临床, 1994, 21(9): 712-714.3 杨晓忠,张黎军. 白血病基因治疗研究进展J. 医学研究杂志