恶性肿瘤的基因治疗
恶性肿瘤的基因治疗改变癌症治疗方式的突破
恶性肿瘤的基因治疗改变癌症治疗方式的突
破
恶性肿瘤一直以来都是医学界的挑战之一,传统的治疗方式如手术、放疗和化疗在一定程度上能够控制肿瘤的发展,但仍存在着许多限制
和不足。近年来,基因治疗作为一种新的治疗策略逐渐崭露头角,并
给恶性肿瘤的治疗带来了革命性的突破。本文将介绍基因治疗在恶性
肿瘤治疗中的应用,并分析其对于癌症治疗方式的改变。
一、基因治疗的原理
基因治疗是利用基因工程技术将特定的基因导入到人体细胞中,以
修复或改变细胞功能,从而实现治疗目的。在恶性肿瘤治疗中,基因
治疗主要通过以下几种方式来发挥作用:
1. 基因替代治疗:通过将正常的基因导入到癌细胞中,修复或替代
受损的基因,促使癌细胞恢复正常的生长和分化状态。
2. 基因靶向治疗:利用基因工程技术设计和构建特异性的基因靶向
载体,将治疗基因导入到癌细胞内,从而抑制癌细胞的生长和扩散。
3. 免疫基因治疗:通过改变机体免疫应答的基因表达,激活免疫系
统对恶性肿瘤的攻击能力,增强肿瘤细胞的凋亡和免疫杀伤作用。
二、基因治疗在恶性肿瘤中的应用
基因治疗已经在多种恶性肿瘤的治疗中取得了显著的疗效,下面将
重点介绍几个成功的应用案例。
1. CAR-T细胞治疗
CAR-T细胞治疗是一种基于人工重组抗原受体的免疫疗法,通过携
带特定抗原受体的T细胞与癌细胞结合,实现对癌细胞的杀伤作用。
该疗法在治疗恶性血液肿瘤如急性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤
方面取得了巨大的成功。通过对患者自身T细胞进行基因改造,使其
表达特异性的抗原受体,能够有效地靶向癌细胞并诱导肿瘤细胞凋亡。
2. 基因靶向药物治疗
基因治疗对遗传性恶性肿瘤的治疗策略
基因治疗对遗传性恶性肿瘤的治疗策略
基因治疗是一种新兴的治疗方法,可以通过修改患者的基因来治疗遗传性恶性
肿瘤。遗传性恶性肿瘤是由遗传突变引起的肿瘤,其中包括BRCA1和BRCA2基
因突变引起的乳腺癌和卵巢癌,以及APC基因突变引起的结肠癌等。基因治疗有
助于修复这些遗传突变,从而阻止肿瘤的发展和扩散。
遗传性恶性肿瘤的治疗策略主要包括基因修复、基因替代和基因靶向治疗。基
因修复是指通过基因编辑技术修复患者的遗传突变,使得异常基因恢复正常功能。基因替代是指向患者体内引入正常的基因,以替代突变基因的功能。基因靶向治疗则是针对特定基因的异常,使用靶向药物来抑制或抑制该基因的活性,从而抑制肿瘤的生长和扩散。
基因修复是基因治疗的核心策略之一。目前,科学家们已经发展出一系列基因
编辑技术,如CRISPR-Cas9和TALEN。这些技术可以精确地定位到患者基因组中
的异常基因,并进行修复。例如,对于BRCA1基因突变引起的乳腺癌,研究人员
可以使用CRISPR-Cas9技术修复患者基因组中的异常BRCA1基因,从而恢复其正常的抑制肿瘤生长的功能。
基因替代也是一种重要的治疗策略。目前,针对一些常见的遗传性恶性肿瘤,
已经开发出替代基因治疗方法。例如,对于APC基因突变引起的结肠癌,科学家
们已经成功地研发了CRISPR-Cas9基因编辑技术,使其能够在体内直接修复患者
基因组中的异常基因。通过注射修复后的基因,可以恢复APC基因的正常功能,
从而抑制结肠癌的发展。
此外,基因靶向治疗也是治疗遗传性恶性肿瘤的重要策略之一。基因靶向治疗
恶性肿瘤基因治疗
针对不同肿瘤的特异性分子靶点,开 发更加有效的基因治疗方法,提高治 疗效果和降低副作用是未来的发展方 向。
Part
05
基因治疗的安全性与伦理问题
安全性问题
基因治疗可能引发免疫反应
01
基因治疗过程中,外源基因的导入可能引发免疫反应,导致严
重的副作用甚至死亡。
基因治疗可能导致细胞异常生长
02
某些基因治疗可能导致细胞异常生长,引发肿瘤或其他疾病。
恶性肿瘤基因治疗
• 基因治疗概述 • 恶性肿瘤基因治疗原理 • 恶性肿瘤基因治疗方法 • 恶性肿瘤基因治疗临床应用与案例 • 基因治疗的安全性与伦理问题
目录
Part
01
基因治疗概述
基因治疗定义
基因治疗是指通过改变人类基因来治疗或预防疾病的方法。 它通过将健康的基因导入到病变细胞中,以替代或修复异常 基因,从而达到治疗疾病的目的。
和分化,从而控制肿瘤的发展。
免疫基因治疗
总结词
免疫基因治疗通过增强机体的免疫反应 来攻பைடு நூலகம்肿瘤细胞,达到治疗恶性肿瘤的 目的。
VS
详细描述
免疫基因治疗是利用基因工程技术增强机 体的免疫反应,以攻击肿瘤细胞,达到治 疗恶性肿瘤的目的。常用的免疫基因治疗 方法包括过继性细胞疗法、基因修饰的免 疫细胞疗法、免疫调节因子疗法等。这些 方法通过调节机体的免疫反应,激活抗肿 瘤免疫细胞,提高机体的抗肿瘤能力。
恶性肿瘤基因治疗
基因治疗在恶性肿瘤中的治疗原理
基因治疗的概念
基因导入技术
基因治疗是指通过修改或调控基因的 表达来治疗疾病的方法。在恶性肿瘤 基因治疗中,主要是通过将正常的基 因导入肿瘤细胞,以纠正或补偿其突 变的基因,从而达到治疗目的。
基因治疗的关键在于将正常的基因导 入到肿瘤细胞中。目前常用的基因导 入技术包括病毒载体和非病毒载体, 其中病毒载体具有较高的转导效率和 长期表达的优点,但存在免疫原性和 安全性问题;非病毒载体则具有低免 疫原性和良好的生物相容性,但转导 效率相对较低。
基因治疗主要分为体细胞基因治疗和生殖细胞基因治疗两类。
基因治疗发展历程
1972年,美国国立卫生研究院(NIH )召开了“重组DNA的伦理和前景 ”研讨会,首次提出基因治疗的构想 。
2003年,全球首例成功应用于人类 的基因治疗产品Glybera获批上市, 用于治疗脂蛋白脂酶缺乏症。
1990年,美国开始了第一例基因治 疗临床试验,对一位4岁患有严重复 合型免疫缺陷疾病的男孩进行基因治 疗。
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THANKS
通过基因工程技术增强肿瘤细胞的免疫原性,以刺激机体免疫系统对肿瘤的攻击和清除。
详细描述
肿瘤免疫基因治疗是一种利用基因工程技术增强肿瘤细胞免疫原性的方法,通过将特定的基因导入肿 瘤细胞,可以刺激机体免疫系统对肿瘤细胞的攻击和清除。这种方法不仅可以控制肿瘤的生长,还可 以提高患者的生存质量和延长生存期。
恶性肿瘤研究基因治疗的希望与挑战
恶性肿瘤研究基因治疗的希望与挑战恶性肿瘤作为一种常见而严重的疾病,已经成为全球范围内的健康
挑战。尽管医学界已经取得了显著的进展,如手术切除、放射治疗和
化学疗法等,但肿瘤的复发和转移仍然是一个令人担忧的问题。因此,基因治疗作为一种新的治疗策略,正在获得广泛的关注和研究。
基因治疗旨在通过修改患者体内的基因来治疗疾病。在恶性肿瘤研
究中,基因治疗的希望在于针对肿瘤细胞的特定遗传缺陷进行修复,
抑制肿瘤生长和扩散,同时尽可能减少对正常细胞的损伤。这一治疗
方法的核心在于将治疗基因引入肿瘤细胞,并启动这些基因的表达以
实现治疗效果。
然而,基因治疗也面临着一些挑战和困难。首先,基因治疗需要精
确地识别和定位肿瘤细胞,以确保治疗靶点的准确性和针对性。其次,治疗基因的送达也是一个关键问题。由于肿瘤细胞内部环境的复杂性,需要找到合适的载体来保护和运输治疗基因,确保其在体内能够稳定
地传递到肿瘤细胞中。此外,对于一些晚期肿瘤和转移性肿瘤,治疗
基因的输送也面临着局部治疗的困难,如肿瘤的位置和大小等。
为了克服这些挑战,科研人员在基因治疗领域进行了广泛的研究。
他们试图开发出更有效的基因传递系统,包括病毒载体和非病毒载体,以提高治疗基因的传递效率和准确性。此外,基因编辑技术如
CRISPR/Cas9的发展也为恶性肿瘤的基因治疗提供了新的机会。通过CRISPR/Cas9技术,科研人员可以直接编辑肿瘤细胞基因组,实现恶
性细胞的死亡或抑制肿瘤生长。
尽管基因治疗的研究仍处于早期阶段,但已经有一些令人鼓舞的结果。许多临床试验已经证实了基因治疗在恶性肿瘤治疗中的潜力。例如,研究人员利用基因治疗成功地治疗了一些难以治愈的肿瘤类型,
乳腺癌的遗传突变与基因治疗
乳腺癌的遗传突变与基因治疗乳腺癌是女性中最常见的恶性肿瘤之一,也可以发生在男性身上。
乳腺癌的发生和发展是一个复杂的过程,多种因素如遗传、环境、生
活方式等都可能对其起作用。在过去的几十年里,科学家们通过研究
发现了一些乳腺癌的遗传突变,这些突变对于乳腺癌的发生和治疗有
着重要的意义。同时,基因治疗作为一种新兴的癌症治疗手段,对于
乳腺癌的治疗也有着很大的潜力。
一、乳腺癌的遗传突变
1. 基因突变的概念
基因突变是指DNA序列中的一种变化,它可能改变基因的功能或
表达,从而导致细胞的异常增殖和癌症的发生。在乳腺癌中,一些特
定的基因突变与患者的遗传易感性密切相关。
2. BRCA1和BRCA2基因突变
BRCA1和BRCA2是乳腺癌中最常见的遗传突变,它们是乳腺癌患
者中突变最常见的基因。BRCA1和BRCA2基因编码了抑癌基因蛋白,它们的突变使得基因的功能丧失,导致细胞失去抑制癌症生长的能力。携带BRCA1或BRCA2基因突变的患者在终身的患乳腺癌的风险明显
增加。
3. 其他乳腺癌相关基因的突变
除了BRCA1和BRCA2基因外,还有其他一些基因的突变与乳腺
癌的遗传易感性有关。例如,TP53、PTEN、CHEK2等基因的突变,
也会使得细胞的生长和修复机制失调,增加患乳腺癌的风险。
二、基因治疗在乳腺癌中的应用
1. 基因治疗的原理
基因治疗是通过改变细胞的基因表达,修复或替代缺陷基因,以恢
复细胞的正常功能,抑制癌症细胞生长和扩散的治疗方法。在乳腺癌中,基因治疗可以针对特定的遗传突变,修复受损的基因,降低癌症
发生的风险。
恶性肿瘤的治疗
恶性肿瘤的治疗
恶性肿瘤是一种严重威胁人类健康的疾病,其发病率和死亡率逐年
增加,给患者和家庭带来了巨大的心理和经济负担。为了控制和治疗
恶性肿瘤,医学界日益努力研究和发展各种治疗方法,以提供更好的
治疗效果和患者的生存率。本文将讨论目前常用的恶性肿瘤治疗方法,包括手术切除、放射治疗、化学治疗和免疫治疗。
首先要提及的是手术切除治疗。手术切除是最常见的恶性肿瘤治疗
方法之一,尤其适用于早期诊断和局部病变的患者。手术切除通过外
科手术将肿瘤完全切除,以去除患者体内的癌细胞。手术切除可以根
据肿瘤的位置和大小选择不同的方法,如肿瘤的部分切除、全切除或
淋巴结清扫。手术切除的目的是尽可能地去除肿瘤,以减少肿瘤的复
发和扩散的风险。
然而,手术切除并不能完全根除癌细胞。为了更好地控制肿瘤的扩散,放射治疗成为一种重要的补充治疗方法。放射治疗通过使用高能
射线照射肿瘤区域,破坏癌细胞的DNA结构,使其失去生长和分裂的
能力。放射治疗可以作为术前治疗(以减小肿瘤尺寸)或术后辅助治
疗(以杀死手术未能去除的肿瘤细胞)。此外,放射治疗还可以用于
缓解病症,减轻症状,提高患者的生活质量。
化学治疗是指使用化学药物来杀死或抑制肿瘤细胞的治疗方法。化
学药物可以通过静脉注射、口服或局部应用的方式给予患者。这些药
物通过进入患者体内,直接作用于肿瘤细胞的DNA或RNA,从而阻
断其生长和分裂。化学治疗的一个优点是可以杀灭全身的癌细胞,防
止其扩散到其他部位。然而,化学治疗也会伤及正常细胞,导致一系
列的副作用,如恶心、呕吐、脱发等。因此,在选择和使用化学药物时,医生需要权衡疗效和副作用,制定个性化的治疗方案。
肿瘤相关基因与基因诊断基因治疗
3.细胞癌基因(c-oncogene):
存在于真核生物中(包括人类)能诱发肿瘤的基 因,正常状态下为非活化形式即原癌基因。
特点:普遍存在
酵母人
进化中高度保守
维持正常细胞生长、繁殖
激活(数量或结构改变)转变为癌基因
4. 原癌基因(proto-oncogene):细胞癌基因的 非激活状态。 病毒癌基因与原癌基因是同源的,为什么有不 同的生物学效应?
DNA诊断
RNA诊断
基因诊断是病因的诊断,既特 异又灵敏,可以揭示尚未出现症状 时与疾病相关的基因状态,从而可 以对表型正常的携带者及某种疾病 的易感者作出诊断和预测,特别对 确定有遗传疾病家族史的个体或产 前的胎儿是否携带致病基因的检测 具有指导意义
(二)基因诊断的基本流程
样品抽提 DNA RNA
DNA损伤
DNA修复失败
体细胞基因突变 原癌基 因活化 抑癌基 因失活 凋亡基 因失调
细胞增生>细胞死亡
肿瘤细胞
肿瘤细胞的生物学性状: 增殖自主性和分化失控
生存的独立性
侵袭生长和转移性
表型不稳定性 异质性
第一节
癌基因与原癌基因
一 癌基因的发现和概念
(一)发现
现代分子生物学的重大成就之一是发现了原癌基 因(proto-oncogene)和原癌基因具有转化成致癌 的癌基因(oncogene)的能力。Biship和Harmus因 为在这方面的贡献而获得1989年的诺贝尔奖。 癌基因是首先在逆转录病毒(RNA病毒)中发现的
癌症基因治疗的新进展
癌症基因治疗的新进展
第一章:引言
癌症是全球最普遍的终生疾病之一,影响着数百万人的身体和心灵健康。虽然传统的化疗和放射疗法取得了一定的疗效,但其副作用和局限性令人担忧。为了更有效地对抗癌症,科学家们一直在研究癌症基因治疗新技术。在最近几年,癌症基因治疗的研究也取得了重大突破,给人们一个希望之光,本文将围绕癌症基因治疗的新进展进行探讨。
第二章:癌症治疗的现状
目前,治疗癌症的主要方法是放疗、化疗和手术。这三个方法虽然都有一定的效果,但是放射疗法和化疗给身体带来的危害和痛苦也不容忽视。放疗或化疗会引起吐、恶心、剥脱等身体副作用,也可能对健康细胞造成伤害,而手术也存在着一定的难度和风险。无论是哪种治疗方法,对患者的身体和心理都会有一定的影响。所以,发展更安全和有效的癌症治疗方法非常关键。
第三章:癌症基因治疗的定义与原理
癌症基因治疗是一种新型的治疗方法,其中基因被改造以对抗癌症。这个方法不像常规治疗方法,可以直接针对患者的基因瑕疵进行修复。癌症基因治疗分为两种:在体基因治疗和外体基因
治疗。在体基因治疗是将治疗所需的基因单元注射到患者的体内,而外体基因治疗是对标本进行基因改造再移植回到患者体内。
第四章:癌症基因治疗的新技术
最近,癌症基因治疗已经有了一些新技术的进展。其中,基因
编辑技术是一种最为前沿的方法。这种技术利用基因编辑工具,
例如CRISPR进行治疗,可以直接针对癌症基因进行修改。近年来,科学家们已经使用CRISPR成功治疗多种癌症类型,包括:
黑色素瘤、恶性胶质瘤和胰腺癌等。
另外一个新的技术是基于人工智能的癌症基因治疗。人工智能
恶性肿瘤的基因治疗 (2)
低免疫原性. 低转染效率. 表达短暂. DNA大小无限制
II-1:病毒载体
用于基因治疗的病毒载体应具备以下基本条件: 1) 携带外源基因并能包装成病毒颗粒; 2) 介导外源基因的转移和表达; 3) 对机体不致病。
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II-1:病毒载体产生的原理
首先要对病毒的基因组结构和功能有充分的了解,最好能获得病毒基因 组全序列信息。 编码区(结构/非结构蛋白;必需/非必需基因) 病毒基因组可分为 非编码区(复制和包装所需的作用元件)
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基因治疗的靶细胞
1. 基因缺陷的细胞: 受体缺陷细胞, 肿瘤细胞等 2. 广泛的细胞类型: 造血干细胞 皮肤成纤维细胞 血液淋巴细胞 肌细胞 肝细胞 骨髓基质细胞
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基因治疗靶细胞的选择
可根据疾病的特点、目的基因及其转移的 方式等因素来确定。
选择的原则:
(1)便于从体内取出和回输; (2)便于在体外培养与增殖; (3)便于基因的高效转移; (4)能够持续表达目的基因。
具有一定的包装容量,一般来说,病毒包装容量不超过自身基因组大小 的105~110%。需将适当长度的外源DNA插入病毒基因组的非必需区, 包装成重组病毒颗粒。
缺点: 大多数野生型病毒对机体都具有致病性:需对其进行改造才能用于人体 插入外源DNA的长度受到很大限制:删除病毒的必需/非必需基因,这些
恶性肿瘤的基因治疗
基因治疗在肿瘤治疗中的应用与进展
基因治疗在肿瘤治疗中的应用与进展
肿瘤是一类严重危害人类健康的疾病,而基因治疗作为一种新型的治疗手段,已经在肿瘤治疗中取得了重要的进展。基因治疗通过对肿瘤细胞中的异常基因进行修复或靶向治疗,能够改变肿瘤细胞的特性,达到抑制肿瘤生长和扩散的效果。本文将介绍基因治疗在肿瘤治疗中的应用情况,并探讨其进展和潜在挑战。
首先,基因治疗在肿瘤治疗中的应用取得了显著的成果。其中一种常见的基因治疗方法是利用携带有抗肿瘤基因的载体,将其转染到肿瘤细胞中实现治疗效果。例如,研究人员发现将p53基因(抑癌基因)携带的载体注射到恶性肿瘤中,能够恢复p53基因的功能,从而抑制肿瘤细胞的增殖和扩散。另外,还有研究表明,基因治疗可以通过抑制肿瘤细胞中的血管生成因子,从而阻断肿瘤的营养供应,抑制肿瘤的生长。
其次,基因治疗在肿瘤治疗中的进展也日益明显。随着基因工程技术的不断发展,利用CRISPR-Cas9等工具已经可以更加精确地编辑和修复异常基因。以前无法治愈的一些肿瘤类型,现在通过基因治疗也取得了显著效果。例如,针对一些遗传性肿瘤或者特定基因突变引起的肿瘤,基因治疗可以进行基因修复或基因编辑,恢复肿瘤细胞的正常功能,使其恢复对抗癌机制。此外,利用基因表达谱分析等技术,研究人员可以对不同肿瘤类型的基因表达和遗传变异进行深入研究,从而为个性化基因治疗提供更有针对性的方案。
然而,基因治疗在肿瘤治疗中仍面临一些挑战。首先,由于每个肿瘤的基因组和基因表达谱都具有较大的异质性,目前的基因治疗策略还无法完全适用于所有肿瘤类型。因此,需要深入了解不同肿瘤类型的基因异常和内在机制,以开发更具针对性的治疗方法。其次,基因治疗中的载体选择、递送方式和剂量等问题也需要进一步研究和优化,以提高治疗效果和减少不良反应的发生。
恶性肿瘤靶向治疗新进展
恶性肿瘤靶向治疗新进展
一、前言
恶性肿瘤是一种严重的疾病,目前的治疗方式包括手术、放疗
和化疗等,但这些治疗方式都存在一定的副作用和局限性。近年来,随着科技的不断发展,恶性肿瘤靶向治疗正在成为治疗恶性
肿瘤的新方向。本文将围绕恶性肿瘤靶向治疗的新进展展开阐述。
二、恶性肿瘤的治疗现状
目前,恶性肿瘤的治疗方式主要包括手术、放疗和化疗等。手
术是治疗癌症的传统方式,具有直接切除肿瘤的效果,但同时也
会对身体造成伤害,术后也存在一定的风险。放疗是利用高能量
的辐射杀死癌细胞的方式,适用于早期肿瘤的治疗,但是对周围
正常组织的伤害也较大。化疗是用药物杀死肿瘤细胞,但药物的
副作用也会影响患者的生活质量。
三、恶性肿瘤靶向治疗
恶性肿瘤靶向治疗是一种特殊的治疗方式,它可以通过特定的
手段作用于肿瘤细胞的表面蛋白或其信号通路,实现对肿瘤细胞
的精准打击,从而降低对周围正常组织的影响。现代分子遗传学
和细胞生物学的发展为恶性肿瘤靶向治疗提供了基础。
恶性肿瘤靶向治疗可以从靶向受体、靶向信号通路和靶向干细
胞等多个方面入手。
1、靶向受体
癌细胞通常具有高表达的靶向受体,而这些受体在正常细胞中通常表达低或不表达。因此,靶向受体是治疗癌症的重要靶点。例如,黑色素瘤细胞表达高水平的BRAF V600E蛋白,可以通过对BRAF V600E的靶向治疗来治疗黑色素瘤。
2、靶向信号通路
癌症的形成与许多信号通路的紊乱有关。因此,对癌症相关信号通路的抑制或激活可以治疗癌症。例如,EGFR(表皮生长因子受体)是许多癌症类型中一种过度活化的信号通路,可以通过使用靶向EGFR的抗体和酪氨酸激酶抑制剂来治疗癌症。
恶性肿瘤的基因治疗
恶性肿瘤的基因治疗
恶性肿瘤是一种危害人类生命的疾病,它的产生与基因异常密
切相关。传统的治疗方法包括手术、放疗和化疗等,而随着科技
的不断进步,基因治疗成为了一个备受关注的领域。下面将重点
介绍恶性肿瘤基因治疗的相关内容。
一、基因治疗的基本原理
基因治疗是指将正常的或修正的基因导入到病人体内,以治疗
某些疾病的新疗法。基因治疗有两种基本形式:一种是将构成某
个正常基因的DNA片段直接注入到病人体内,并在目标组织或器
官合适细胞优先表达;另一种是通过病人体内的细胞来修复其受
损的基因,例如采用核酸酶技术,破坏某些负调控基因的mRNA,提高某些受到压抑的基因的mRNA水平,从而对催生恶性肿瘤的
基因产生抑制作用。
二、恶性肿瘤基因治疗的进展
随着基因治疗领域的不断发展和深入,恶性肿瘤基因治疗的技
术也在逐步成熟。目前主流的基因治疗方法主要包括免疫细胞治
疗、病毒载体介导基因治疗和RNA干扰等。其中免疫细胞治疗主要是通过调整病人自身的免疫系统来攻击肿瘤细胞,使其无法生存;病毒载体介导基因治疗则是通过病毒作为载体将正常人类基因传递给目标细胞,以修复或替代受到损伤的基因;RNA干扰则是通过抑制特定mRNA的表达来抑制或降低肿瘤的生长和扩散。
三、临床实践
虽然恶性肿瘤基因治疗的技术发展迅速,但临床实践中也面临一些难题。例如在病毒载体介导基因治疗中,病毒的安全性仍然存在争议,因为有可能威胁到病人的生命安全。而免疫细胞治疗则需要耗费大量的时间和精力来调整患者的免疫系统,也需要密切监测病人的生命体征以保证疗效和安全性。此外,目前在治疗恶性肿瘤的过程中,基因治疗的应用还存在着一些局限性,例如生物安全性的考虑、难以在带动力的局部环境中对肿瘤细胞进行治疗等。
基因治疗肿瘤策略
第二节
恢复和增强抑癌基因的功能——引入抑癌基因
抑癌基因是抗肿瘤基因治疗中一类极为重要 的目的基因,将这类基因导入肿瘤细胞或非肿瘤 细胞,其表达产物通过复杂的基因调节或活化代 谢机制,能抑制肿瘤的恶性生长,甚至可导致癌 细胞逆转。虽然肿瘤的发生发展是一个多基因参 与、多步骤形成的过程,但在这些过程中某种癌 基因的激活或抑癌基因的失活可能起到了关键性 的作用。
与传统的基因研究方法—基因敲除、定点突变 、反义核酸及核酶技术等相比 ,RNAi具有以 下五大特点:
基因序列特异性;
dsRNA的稳定性; 沉默信号传递性;
Knock-down高效性; RNAi效用浓度依赖性。
一、RNAi的分子机制
外源性(如病毒) 或内源性的dsRNA 在细胞内与一种 RNA 酶Ⅲ(RNAase Ⅲ核酸内切酶) Dicer 结合,随即被切割成 21~23nt 的带有3’端单链尾巴及磷酸化5’端的短链dsRNA , 即小干扰RNA(small interfereing RNA,siRNA)。siRNA 与Dicer 形成RNA引导沉默的复合体(RNA induces silencing comple ,RISC) 。siRNA 作为引导序列,按照碱基互补原则识 别靶基因转录出的mRNA , 并引导RICS 结合mRNA。随后 siRNA与mRNA 在复合体中换位,核酸酶Dicer 将mRNA 切割 成21~23nt 的片段,特异性地抑制靶基因的表达。而新产生 的dsRNA 片段可再次形成RISC ,继续降解mRNA ,从而产生 级联放大效应。因此,每个细胞只需要几个siRNA 分子就能 够引起强烈的RNAi 效应。此外, siRNA 还可以在RNA 依赖 性RNA 聚合酶(RNA dependentRNA polymerase ,RdRp) 的 作用下进行大量扩增,并转运出细胞,使RNAi 扩散到整个机 体并可以传代。
肿瘤基因治疗的基本策略和常用方法(PPT31张)
a. 针对癌基因治疗 采用反义寡核苷酸、核酸、三链结构寡 核苷酸(Triplex-forming oligonucleotides, TFO)抑制肿瘤细胞的基因转录,抑制癌基 因的表达将有可能使肿瘤的基因表达调控回 复到正常并使细胞重新分化或者诱发其凋亡 (Apoptosis)。由于转条是遗传信息放大的 过程,因此对癌基因的表达抑制来说更为有 效,其治疗前景是极为乐观的。
b. 针对抑癌基因治疗 替代或恢复由于缺失或突变而丢失的抑 癌基因(Tumor suppressor gene)的正常功 能是肿瘤病因性治疗的手段而被世人所公认。 利用抑癌基因治疗肿瘤,在体外的实验和实 验治疗学中取得较好的疗效;但在体内由于 肿瘤体积较大;内环境又十分复杂,基因转 移率限制等因素的干扰,抑癌基因治疗的确 切疗效不尽人意值得进一步研究。
b.
基因修饰TIL的过继免疫疗法 将细胞因子导入TIL细胞中,活化后的 TIL具有显著抗自身肿瘤的作用,回输体仙后 有聚集于肿瘤部位的倾向,携带的抗癌免疫 增强性细胞因子基因在肿瘤局部表达量增加, 同时还避免全身大剂量投用IL-2、TNF-α等细 胞因子所引起的严重毒副反应。目前已将 TNF-α基因导入TIL,并在癌症患者中进行临 床试验。
4.与基因治疗有关几个概念 a.基因毒癌发生发展的第一步是活化致癌物, 改变细胞内的DNA,导致原癌基因的移位及扩增, 这些特殊基因的翻译,使带有这些异常基因细胞的 某些特性得以专一表达,一个特殊的化学物对一系 列细胞有诱变及DNA修复作用者,称为基因毒。目 前人类已知的致癌物均为基因毒。 b.原癌基因(前癌基因)细胞癌基因存在于细胞 基因组内,激活前的细胞癌基因称为原癌基因(前癌 基因),一旦原癌基因激活成癌基因便会引起细胞癌 变,癌基因激活后,通过其表达产物改变细胞生长 和分化规律,诱发细胞癌变。细胞癌基因被激活的 途径很多,如启动子插人,基因重排和扩增,基因 点突变和DNA分子中去甲基化等。
肿瘤的基因治疗
单纯疱疹病毒胸苷激酶基因(HSK-tk)基因是最有特 点的自杀基因,它编码胸苷激酶,该酶可将核苷类似物 (NA)代谢为二磷酸化物,后者在细胞内酶的作用下成为有 毒性的三磷酸化物而发挥抗肿瘤作用。病毒源性的tk基因 可催化抗病毒核苷类似物acyclovir(ACV), ganciclovir(GCV), bromovinydeoxyuridine(BDVdU), 这些前药不能在细胞TK 的作用下磷酸化,因而其本身对细胞无毒或毒性很低。但 HSV-tk基因导入细胞并表达后,生成特定的酶,这些酶将 这些前药三磷酸化,转换成毒性产物,阻断核酸代谢途径, 导致细胞死亡。Hall等的实验研究发现,把腺病毒介导的 HSV-TK/GCV注射到有前列腺癌的小鼠体内,可明显抑制 前列腺癌的生长,并能使癌的肺转移率降低约40%。 Shalev等对治疗失败或发生转移的前列腺癌患者用此方法 进行治疗,也取得了较好的临床效果。
一.针对抑癌基因的基因治疗 研究表明,几乎一半的人类肿瘤均存在 抑癌基因的失活,可见抑癌基因的失活与 肿瘤的生长有着密切的关系。因此,将正 常的抑癌基因导入肿瘤细胞中,以补偿和 代替突变或缺失的抑癌基因,达到抑制肿 瘤的生长或逆转其表型的抑癌基因治疗策 略,必将成为肿瘤基因治疗中的一种重要 的治疗模式。
பைடு நூலகம்
人类基因组中含有两个MDR基因,即MDR1和 MDR2,二者有高度的同源性,但是MDR2不参与 MDR的产生过程。MDR1基因组编码1280个氨基酸多 肽(P-glycoprotein, P-gp,p糖蛋白)。现已证明,P-gp 与耐药相关蛋白(Multidrug resistance-associated protein , MRP)密切相关。P-gp与ATP结合,利用ATP水解产生 的能量进行跨膜转运,对疏水性抗肿瘤药(如 actinomycin D等)有较强的外排作用。当P-gp与抗肿瘤 药物结合后,通过ATP提供的能量,将药物从细胞内 泵出细胞外,导致细胞内药物浓度不断下降,其细胞 毒作用因而减弱甚至丧失,最终出现耐药现象。 Wang等利用逆转录病毒载体高效介导抗MDR1核酶的 基因进入有MDR1基因表达的肿瘤细胞中,发现转导 的肿瘤细胞完全逆转了对长春新碱的敏感性,阻断了 MDR1 mRNA和P-gp的表达。临床上应用MDR1基因 转移主要集中在骨髓干细胞。
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基因治疗发展史
从20世纪80年代起至今,经历了三个阶段:
(一)准备期(1980-1989):基因治疗的“禁锢时代”。1990年 批准正式临床实验。关键人物:French Aderson、Steve Rosenberg、 Michael Blease
(二)狂热期(1990-1995):科学家盲目乐观,媒体炒作
(三)理性期( 1996-至今):回归理性
基因治疗的种类
根据基因转移的途径分类:
1、ex vivo (回体转移或称二步法) 2、in vivo (活体直接转移或称一步法)
根据靶细胞的类型分类:
1、生殖细胞(germ cell)基因治疗 2、体细胞(somatic cell)基因治疗
具有一定的包装容量,一般来说,病毒包装容量不超过自身基因组大小 的105~110%。需将适当长度的外源DNA插入病毒基因组的非必需区, 包装成重组病毒颗粒。
缺点: 大多数野生型病毒对机体都具有致病性:需对其进行改造才能用于人体 插入外源DNA的长度受到很大限制:删除病毒的必需/非必需基因,这些
广泛 8kb 否 30kb
基因转染能力高 包装能力增强 免疫原性减弱
Байду номын сангаас
炎症反应强 免疫反应强 少量辅助病毒污染
滴度高 表达短暂
腺相关病毒 (AAV)
基因治疗(gene tharapy) 4. 生物治疗 靶向治疗
免疫治疗等
基因治疗是一项以重组DNA技术和基因转移技术为基 础的生物高新技术。
一、基因治疗的概念、发展简史及分类
I:概念的发展
经典概念:将具有正常功能的基因置换或增 补患者体内的缺陷基因,从而达到治疗疾病 的目的。
遗传物质
缺陷基因
I:概念的发展
(腺苷脱氨酶缺乏症)
基因治疗的流程
基因治疗的基本程序
目的基因的选择与制备 受体细胞(靶细胞)的培养
载体的选择 将目的基因导入靶细胞(导入方法的选择)
转导细胞的筛选和鉴定 基因治疗的安全性检测和和疗效评价
二、基因治疗的基因导入系统
II:基因治疗导入系统(载体)
基因治疗的核心技术
病毒 (复制缺陷病毒)
用于基因治疗的病毒载体应具备以下基本条件: 1) 携带外源基因并能包装成病毒颗粒; 2) 介导外源基因的转移和表达; 3) 对机体不致病。
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II-1:病毒载体产生的原理
首先要对病毒的基因组结构和功能有充分的了解,最好能获得病毒基因 组全序列信息。 编码区(结构/非结构蛋白;必需/非必需基因) 病毒基因组可分为 非编码区(复制和包装所需的作用元件)
广义概念:基因治疗指的是将人体或外源的遗 传物质导入患者细胞内,使其在体内有效表达, 最终达到治疗疾病的一种治疗手段。
基因治疗与基因工程的异同
基因治疗不同于基因工程药物治疗: 基因工程是将具有应用价值的基因,即“目的基因”
,重组于表达载体,导入相应的宿主细胞,如细菌、 酵母或哺乳动物细胞,在体外进行扩增并经分离、纯 化后,获得其表达的蛋白产物(如生长因子、可溶性 受体等)。
肿瘤在中国上市,世界上首个基因治疗药物 2005年:CFDA批准溶瘤腺病毒H101(安柯瑞)用于头颈部
肿瘤在中国上市 2014年: 欧洲批准“Glybera”用于治疗脂蛋白酯酶缺乏遗传
病(LPLD),(111万欧元) 2015年:FDA批准Amgen的溶瘤HSV-1病毒疗法治疗黑色素瘤,
药物名称:Imlygic(T-VEC)
恶性肿瘤的基因治疗
恶性肿瘤基因治疗
(一)、基因治疗的概念、发展简史及分类 (二)、基因治疗的基因导入系统 (三)、基因治疗在肿瘤治疗上的应用 (四)、基因治疗的研究现状 (五)、基因治疗面临的问题和挑战
恶性肿瘤治疗手段
1. 手术治疗 2. 放射治疗(简称放疗) 3. 化学药物治疗(简称化疗)
基因治疗编年史
1980年:非官方允许,进行β地中海贫血的研究 1989年: 将载体导入作为“基因标记”的临床试验 1990年:ADA(腺苷酸脱氨酶),用于治疗SCID 2002年: 2/11 SCID-X1病人出现T细胞白血病 2003年:“今又生”(重组人p53腺病毒注射液)用于头颈部
必需基因的功能由辅助病毒或包装细胞系反式提供。
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载体
逆转录病毒 (REV)
腺病毒(AV)
II-1:病毒载体
目前临床试验常见病毒载体的优缺点及应用
嗜性
包装 能力
能否 整合
主要优点
主要缺点
其他特征
分裂 期细 8 kb 能 胞
转基因可持久表 达
不能感染非分裂期细胞 转基因表达会被沉默 潜在插入突变及致瘤
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基因治疗的靶细胞
1. 基因缺陷的细胞: 受体缺陷细胞, 肿瘤细胞等 2. 广泛的细胞类型: 造血干细胞 皮肤成纤维细胞 血液淋巴细胞 肌细胞 肝细胞 骨髓基质细胞
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基因治疗靶细胞的选择
可根据疾病的特点、目的基因及其转移的 方式等因素来确定。
选择的原则:
(1)便于从体内取出和回输; (2)便于在体外培养与增殖; (3)便于基因的高效转移; (4)能够持续表达目的基因。
优缺点
逆转录病毒 单纯疱疹病毒 腺相关病毒 腺病毒 慢病毒 痘苗病毒
转染效率高 可短暂或持久表达 免疫原性较强 转基因大小有限
非病毒(化学和物理方法)
裸DNA (基因枪,水压法) 磷酸钙 脂质体 ✓配体/阳离子多聚物/DNA 复合物
低免疫原性. DNA大小无限制 低转染效率. 表达短暂.
II-1:病毒载体
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Ex vivo Gene Therapy
In vivo Gene Therapy
基因治疗的靶细胞
(1)生殖细胞基因治疗(germ cell gene therapy) :是将正 常基因转移到患者的生殖细胞(精细胞、卵细胞、早 期胚胎中)使其发育成正常个体。目前仅限于动物体 内。
(2)体细胞基因治疗 (somatic cell gene therapy):是指将 正常基因转移到体细胞,或整合到染色体上,或独立 于染色体外,使之表达基因产物,以达到治疗目的。 (理想措施:靶细胞染色体特定座位基因转移,减少 随机插入引起新的基因突变的可能性。)