醫學遺傳學/基因治療的現狀與前景

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醫學遺傳學基礎

基因治療
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- 基因治療的現狀與前景

人類細胞基因治療的臨床實驗已經開始。進行基因治療必須具備下列條件：①選擇適當的疾病，并對其發病機理及相應基因的結構功能了解清楚；②糾正該病的基因已被克隆，并了解該基因表達與調控的機制與條件；③該基因具有適宜的受體細胞并能在體外有效表達；④具有安全有效的轉移載體和方法，以及可供利用的動物模型。近三年來，已對若干人類單基因遺傳病和腫瘤開展了臨床的基因治療。

1．復合免疫缺陷綜合征的基因治療 1991年國批準了人類第一個對遺傳病進行體細胞基因治療的方案，即將腺苷脫氨酶（ADA）導入一個4歲患有嚴重復合免疫缺陷綜合征（SCID）的女孩。采用的是反轉錄病毒介導的間接法，即用含有正常人腺苷脫氨酶基因的反轉錄病毒載體培養患兒的白細胞，并用白細胞介素Ⅱ（IL－2）刺激其增殖，經10天左右再經靜泳輸入患兒。大約1－2月治療一次，8個月后，患兒體內ADA水平達到正常值的25％，未見明顯副作用。此后又進行第2例治療獲得類似的效果。

2．黑色素瘤的基因治療對腫瘤進行基因治療是人們早已期望的事，在進行了多方面探索的基礎上，發現了腫瘤浸潤淋巴細胞（tumor infiltrating lymphocyte-TIL,即能在腫瘤部位持續存在而無副作用的一種淋巴細胞）在腫瘤治療中的作用。于1992年實施了TNF／腫瘤細胞和IL－2／腫瘤細胞方案，即分別將IL－2基因腫瘤壞死因子（tumor necrosis ractor, TNF）基因導入取自患者自身并經培養的腫瘤細胞，再將這些培養后的腫瘤細胞注射至病人臀部，3周后切除注射部位與其引流的淋巴結，在適合條件下培養T細胞，將擴增的T細胞與IL－2合并用于病人，結果5名黑色素瘤病人中1名腫瘤完全消退，2名％的腫瘤消退，另2人在治療后9個月死亡。由于攜有TNF的TIL可積于腫瘤處，因而TIL的應用提高了對腫瘤的殺傷作用。

3．其它遺傳病的基因治療其它遺傳病諸如白種人中常見的囊性纖維化的進展很快。對于DMD的基因治療，由于有小鼠動物模型，也取得一定進展。例如1993年法國將Ad-RSVmDys（腺病毒－羅斯病毒小肌營養不良蛋白基因重組體）注入小鼠肌內成功。即用腺病毒為載體，與小肌營養不良蛋白（minidystrophin）基因的cDNA重組，在RSV啟動子啟動下，作肌肉注射，證明可在mdy小鼠肌肉表達，此外，對一些遺傳病如血友病，地中海貧血、高雪氏病等正在探索中。

我國復旦大學等單位對乙型血友病的基因治療也進行了有意義的探索，他們在兔模型的基礎上，將人第Ⅸ因子基因通過重組質粒（pcmvix）或重組反轉錄病毒（N2CMVIX）導入自體皮膚成纖維細胞，獲得可喜的階段性成果，相信不久的將來，基因治療會在我國取得成功。

圖14-4 反義DNA示意圖

4．反義技術又稱反義寡核苷酸（antisense oligodeoxynucleotides）技術，是指利用人工合成的反義RNA和反義DNA來阻斷基因的轉錄或復制，控制細胞生長在中間階段,使編碼蛋白質的基因能轉錄為mRNA，因而不能翻譯成相應的蛋白質，以達治療某一疾病的目的、用反義DNA已對某些癌癥進行臨床試驗。這類反義技術只能認為是一種從基因水平進行治療的技術，它們以不同方式，在DNA復制、轉錄和翻譯水平發揮作用。由于它們的分子量低，故而有潛力進入靶細胞，但其臨床穩定性、毒性、細胞通透性等各方面都需要進一步研究。

5．藥物靶向治療（drugs targeting）此法機理可概括為病毒導向酶的藥物前體治療（virus directed enzyeme prodrug therapy,VDEPT），即用反轉錄病毒載體的外源基因轉移到細胞內.該基因編碼一種酶，此酶可將一種無害的藥物前體轉變為細胞毒素復合物。帶有這一基因的病毒載體只在特殊組織或腫瘤細胞中而不在正常細胞中表達。例如，胞嘧啶脫氨酶（cytosine deaminase）可將無害的5-氟胞嘧啶（5-fluorocytosine,5-FC）轉變為細胞毒素5-氟胞嘧啶（5-fluorocytosine,5-FC）。此病毒可感染正常細胞和癌細胞，但將該酶基因連接到一種“分子開關”后，則只能在腫瘤細胞中表達。Sikora等設計一個“嵌合小基因（chimeric minigene）”，即將酶基因連接到erbB2基因啟動子的下游，此啟動子活性增強，使erbB2在乳腺癌細胞中過度表達。此時，藥物5-FC注入細胞后即轉變為5-FU而致癌細胞死亡。而當5-FC給予含有此嵌合基因卻無erbB2表達的細胞時，亦無藥物前體活性（圖14-5）。這一基因治療的新策略，可有可能使人對腫瘤等不同疾病進行基因治療。