冠心病基因治疗的研究进展

冠心病基因治疗的研究进展

发表时间：2015-12-16T10:11:44.910Z 来源：《航空军医》2015年6期供稿作者：朱贤章

[导读] 玉林市第一人民医院随着基因工程技术的持续发展与成熟，逐渐出现了基因治疗冠心病的新途径。

玉林市第一人民医院广西玉林 537000

【摘要】冠心病是对人类生命健康产生严重威胁的疾病之一。当前，基因治疗冠心病已成为研究的热点。本文对冠心病基因治疗中目的基因的选择、基因载体的选择和目的基因导入方法，及对促血管生成因子-1基因、干细胞生长因子（HGF）基因、成纤维细胞生长因子（FGF）基因、血管内皮生长因子（VEGF）基因等在冠心病治疗的相关作用进行了介绍。

【关键词】冠心病；基因治疗；研究进展

冠心病是当前对人类生命健康产生严重威胁的疾病之一，应用冠状动脉技术后改善了病患的生活质量，降低了病患心绞痛发生的频率，却未根本性的改变动脉粥样硬化发展进程[1]。随着基因工程技术的持续发展与成熟，逐渐出现了基因治疗冠心病的新途径。据统计，在过去10年临床基因治疗病例中，8%的病例与冠心病的治疗有关，冠心病采用基因治疗后疗效显著，治愈率明显提高[2]。伴随着治愈率的不断增加，冠心病可采用基因治疗的类型相继出现新突破，逐步从单基因遗传的冠心病走向多基因的心血管疾病，进而展现出冠心病基因治疗的光明前景[3]。

当前冠心病的治疗主要采用血管重建术和药物治疗，却未根本性阻止冠心病的恶性发展。随着基因科技的日益发展及成熟，基因治疗必将成为另一个有效治疗冠心病的方法。冠心病的基因治疗涉及到其各个方面，如血管成形术后再狭窄的基因治疗、动脉粥样硬化的基因治疗和血管生成的基因治疗等。当前发展较快的是血管生成的基因治疗，其在临床试验上已被大量使用，是为未来疾病治疗中行业中较可行的领域[4]。

1.1 动脉粥样硬化的基因治疗

随着时间推移，相关研究表明，炎症机制及内膜损伤与脉粥样硬化紧密相关，从而引起一系列的斑块形成、脂质沉积及细胞增殖等过程，最终出现动脉粥样硬化[5]。当前对动脉粥样硬化的相关治疗研究仍处在动物实验阶段，尚未证实其对人的治疗效果。涉及的主要内容包括动脉粥样硬化形成机制（细胞增殖、细胞损伤和炎症等）及脂代谢异常的干预和介入治疗。当前主要是将有治疗作用的目的基因转入到病患相关组织或器官内，进而目的基因可在体细胞内进行相应的表达，从而达到延缓或治疗动脉粥样硬化进程的目的[6]。

1.2 血管生成的基因治疗

过去的10年医疗的研究热点为血管生长因子促血管生成作用以及血管再生机制，当前已将相关研究成果广泛应用于临床。血管生长因子能够建立缺血组织的侧支循环和促进新生血管再生，其对冠心病的治疗发挥较大的作用。临床及基础研究的焦点生长因子基因有：促血管生成因子-1基因、干细胞生长因子（HGF）基因、成纤维细胞生长因子（FGF）基因、血管内皮生长因子（VEGF）基因等[7]。血管再生基因治疗的目的是建立促缺血组织侧支血液循环，并且在治疗冠心病中已彰显其效果。

促血管生成因子-1 是一种RNA酶活性的血管生成因子。经研究发现促血管生成因子-1相对HGF、FGF和VEGF来说能更完整的促进新生血管生成。促血管生成因子-1通常是联合其他血管生成因子基因对冠心病进行治疗。相关研究表明联合使用VEGF基因和促血管生成因子-1可达到血管通透性及血管生成功能持久稳定的效果，并且该研究结论已在大鼠下肢动脉闭塞模型中得以验证。因此，联合基因治疗将是血管生成因子-1基因治疗的趋势[8]。

HGF主要包含以下3种：血源性细胞生长因子、细胞源性细胞生长因子、肝源性细胞生长因子。HGF基因较VEGF基因治疗冠心病有如下3个优点：①HGF可增强血管新生的作用。②降低内源性血管壁HGF能够提高HGF的安全域。动物实验证明，导入HGF基因会对心肌梗塞后的心脏功能有明显改善作用。研究人员将腺病毒介导的肝细胞生长因子注射到缺血大鼠心肌，试验结果表明大鼠心肌缺血状况得以明显改善。③VEGF会产生通透性亢进的副作用，出现水肿，而HGF可避免此副作用。

FGFs是一组功能强大的促细胞分裂物，其靶细胞包括血管平滑肌细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞等，所以其对血管壁细胞的作用应是非特异的。FGFs经改善血管内皮细胞迁移和增殖、平滑肌细胞增殖和细胞基质降解等功能来参与血管新生过程。FGF蛋白较安慰剂治疗冠心病的疗效更加显著，但转入细胞的FGF基因表达后却不能产生可抵达细胞外发挥功效的物质，是其一大缺陷。针对这一缺陷，研究人员引入信号肽来使表达的FGF蛋白可抵达细胞外，而发挥功能。该做法实现了FGF基因可用于临床冠心病的治疗中[9]。

VEGF是一种血管内皮细胞特异性的肝素结合生长因子，可刺激血管内皮细胞血管和有丝分裂的发生，改善内皮的通透性，诱导血管的新生。上世纪90年代以来，人们进行了大量临床与动物实验研究，证明了其具有降低心输出量、促进血管生成、增加血管的通透性和扩张冠状动脉等作用，当前VEGF的基因治疗已成为冠心病病患最具前景的治疗，不远将来有望广泛应用于临床。

1.3 血管成形术后再狭窄的基因治疗

血管成形术后再狭窄的机制主要是血管重构、血管的弹性回缩和血管内膜增生[4]。血管成形术后再狭窄的基因治疗含有三个层次：一是通过引入反义寡核苷酸来阻断蛋白质合成，进而抑制血管平滑肌细胞的增殖；二是通过导入外源性基因来产生细胞毒作用，加速细胞凋亡；三是通过构建基因工程细胞来减轻创伤反应。就分子水平而言，血管成形术后内膜的异常增生与局部炎症反应、血小板粘附、内皮细胞损伤、细胞的迁移和增殖有关，涉及到各种细胞因子和生长因子的作用及各细胞类周期调节蛋白的不正常表达，所以再狭窄的基因治疗需从这些环节下手[10]。

随着雷帕素涂层支架预防再狭窄的临床试验成功，让人们认识到血管再狭窄的治疗关键在于找寻到新的关键基因。随着研究人员对血管成形术后再狭窄生理机制研究的日益深入，以及基因载体、基因递送系统和治疗基因的日益完善，基因治疗也将成为防治血管成形术后再狭窄主要方法。

2 基因治疗载体的选择

载体的选择是当前基因治疗研究中存在的普遍性问题。与肿瘤基因治疗及遗传性疾病中病毒载体局面不同，当前在冠心病的基因治疗中非病毒载体占有重要的地位。裸质粒作为载体进行冠心病基因治疗的成功关键因素如下：首先，冠心病基因治疗通常利用分泌性蛋白的基因，如VEGF，蛋白在细胞内合成后分泌到细胞外，与靶细胞上的特异受体相结合进而发挥生物学功能。研究表明，少量的蛋白就可获得