基因治疗

基因治疗
基因治疗的发展
基因治疗的设想始于1967年，1973年一名美国研究人员和几位医生在德国进行了世界上第一例基因治疗试验，接受治疗的患者为两姐妹，研究人员将一种名为肖普氏乳头瘤的病毒(这种病毒携带有一种酶基因可能会使人本身的酶分泌正常)注射到患者体内,结果是既没有产生任何疗效,也没有出现不良反应。

1980年随着外源基因导入小鼠实验的成功，美国的另一名医生对两名地中海患者进行了第二例基因治疗，结果同样没有取得成功。

20世纪80年代初，美国科学家Anderson基因治疗的前景和发展方向。

此后的几年之中，一大批科学家在动物身上进行了大量的基因转移实验和基因标记实验，为以后基因治疗的临床应用积累了许多经验，也奠定了临床应用的理论基础。

1990年，美国国立卫生研究院的Blaste R.M.和Anderson W.F.用腺苷酸脱氨酶（ADA）基因导入一位由于ADA基因缺陷导致严重免疫缺损的4岁患者的淋巴细胞中，治疗取得了成功，转入这种可以产生腺苷酸脱氨酶能力的淋巴细胞后，患者症状得到明显缓解。

第二例接收同样方法治疗的的SCID患者是一名九岁的小女孩，治疗也同样取得成功。

1991年，美国科学家Rosenberg的研究小组对50名黑色素瘤晚期患者进行了基因治疗，将外源性肿瘤坏死因子转入肿瘤中的浸润淋巴细胞,结果这种转化的TIL能集中在肿瘤所在部位并杀伤肿瘤细胞,治疗也取得了一定效果。

此后世界各国都掀起了基因治疗的研究热潮，1991年美国国立卫生研究院连续批准了包括肿瘤坏死因子基因导入肿瘤细胞在内的11项人类基因治疗的实验方案。

2001年法国巴黎内克尔儿童医院利用基因治疗使数名有免疫缺陷的婴儿恢复了正常的免疫功能，成为基因治疗开展近十年来科学家取得的最大成功。

目前基因治疗主要集中在美国，其次是欧洲。

基因治疗的适用范围也越来越广，其中，癌症居基因治疗首位，其次是单基因疾病，心血管病，传染性疾病和其他疾病。

我国的基因治疗的研究工作开展的也相对较早，且获得了很好的疗效。

1991年7月，中国复旦大学与第二军医大学长海医院合作，从一批自愿接受基因治疗的凝血因子IX基因缺陷血友病B患者中选择了两兄弟开始进行基因治疗临床研究。

研究人员将凝血因子IX基因导入患者皮肤成纤维细胞，再将转化的皮肤成纤维细胞回输到患者体内。

经过几次转化细
胞的回输治疗，两名患者血液中凝血因子明显增加，而且没有发现不良反应。

1994年8月，中国卫生部批准了这种基因治疗方案。

此后，许多科学家对多种疾病进行了临床基因治疗试验，各种临床治疗方案提出的速度非常惊人。

1993年5月5日，中国卫生部药政局颁布了《人体细胞及基因治疗临床研究质控要点》作为基因治疗的管理依据。

我国在基因治疗的关键技术研究方面也取得重大突破，建立了靶向性高效非病毒系统、通用性病毒载体——AAV,HSV载体、人造血干细胞的扩增、定向分化及基因导入技术，这些技术均获得了国内与国际专利。

随着研究工作的进展的展开和深入，基因治疗已从实验室阶段过渡到临床试用阶段。

目前基因治疗已被用于治疗恶性肿瘤、心脏病、关节炎、风湿病等疑难杂症。

.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。

Ⅰ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。

基因治疗技术
基因治疗常用方法
有两种，即体内疗法(In vivo)和体外疗法(Ex vivo)。

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，这是一种简便易行的方法，如肌肉注射、
静脉注射、器官内灌输、皮下包埋等，但其缺点是基因转染率较低。

研究和应用较多的还是体外疗法，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。

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。

逆转录病毒载体
反转录病毒是一类已知的RNA病毒。

该载体系统有两部分组成，一是带有外源基因的重组反转录病毒载体分子，二是能以反式提供病毒结构蛋白的包装细胞，其要求是能高效产生感染靶细胞的重组病毒颗粒，且无野生型的反转录病毒存在，后者是基因治疗安全性的关键问题。

逆转录病毒载体最大优点是：(1)转染谱广，可以感染各种细胞类型;(2)转入的外源基因可完全整合;(3)对细胞感染率高，达到100%;(4)感染细胞不产生病变，可建立细胞系长期持续表达外源基因。

根据报道利用逆转录病毒作为载体来进行血友病A的基因治疗已经有了很大的进展。

腺病毒载体
腺病毒(Ad)是一种无包膜的线状双链DNA病毒，其复制不依赖于宿主细胞的分裂。

临床上已运用Ad载体系统对囊性纤维病进行基因治疗，取得良好的效果。

Ad载体具有以下优点：(1)人类是Ad的自然宿主，因此比较安全;(2)靶细胞范围广，不仅能感染复制分裂细胞，也能感染非分裂细胞;(3)滴度高，可达1011～1012pfu·ml-1;(4)可在肠道及呼吸道内繁殖，其重组病毒可由静脉注射、肠道吸收或气管内滴注等多种方式给予，已达到有效的基因转移和治疗;(5)该载体没有包膜，不易被其补体所灭活，可直接在体内应用。

腺相关病毒载体
腺相关病毒(AAV)单链DNA病毒，是一种缺陷型病毒，只有与腺病毒、单纯疱疹病毒等共感染时才能进行有效复制。

与其他载体病毒相比：(1)AAV无致病性，并且在受染体上不会引发免疫反应;(2)宿主范围广，并可感染非分裂细胞;(3)AAV载体可将外源基因定点整合到人
类19号染色体长臂，基因表达稳定;(4)AAV是一种无包膜病毒，对各种理化处理稳定，易于分离纯化。

腺相关病毒载体目前已应用于临床治疗囊性纤维化病。

单纯疱疹病毒载体
单纯疱疹病毒载体(HSV)是一种长约152kb的双链DNA病毒，可在受染细胞的核中复制。

HSV载体具有以下优点：(1)宿主细胞广泛;(2)病毒滴度高;(3)外源基因容量大;(4)对神经细胞具有嗜向性，可在神经元细胞中建立终生潜伏性感染。

HSV载体的不足之处在于它的毒性。

其它，人们利用肝炎病毒、HIV病毒作为载体直接注射肝叶获长期表达，但对其安全性还有待进一步证实。

基因治疗存在的问题
社会和伦理问题
基因诊断和治疗技术是未来医学中的主流技术,但它也是一把双刃剑。

基因诊断中的道德问题包括基因取舍、基因歧视、基因隐私等;基因治疗中的道德问题包括基因设计、基因改造等。

基因诊断和治疗要坚持的道德原则有人类尊严与平等原则、知情同意原则、科学性原则、优后原则和治病救人原则等[5]。

总的来说，基因疗法面临的问题与任何一个重大新技术发展时所面临的问题是一样的。

这些技术能实现很多益处，但也会由于滥用而带来危害。

目前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：许多基因缺陷病的早期诊断还有困难;缺乏对靶细胞定向导入基因的技术;基因治疗载体的安全性和有效性问题[6];导入基因的表达和调控问题;发现新的治疗基因，尤其是对疾病相关基因还不十分清楚的肿瘤基因治疗。

参考资料:
1.《生物技术概论》刘桂林中国农业大学出版社2010年
2.《人类基因治疗的现状及伦理争议》交通医学2012年第26卷第二期
3.《腺病毒载体在基因治疗研究中的应用》李爱玲陕西农业科学
4.《单纯疱疹病毒载体用于基因治疗的研究进展》国际病毒学杂志2007年2月第14卷第一期。