基因治疗的原理91847

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AAV载体的缺陷：
AAV载体容量小，目前最多只能 容纳5 kb外源DNA片段； 感染效率比逆转录病毒载体低。 在40%-80%的成人中存在过感染， 可能会引起免疫排斥。
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2.非病毒载体介导的基因转移系统
（1）脂质体介导的基因转移技术 脂质体介导的基因转移技术使用方便、
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要实现基因置换，需要采用同源重组技术 使相应的正常基因定向导入受体细胞的基 因缺陷部位。
定向导入的发生率约1/100万，采用胚 胎干细胞培养的方法，这种同源重组的 检出率最高可达1/10。
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（二） 基因添加
基因添加或称基因增补（gene augmentation）: 通过导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达 的基因。
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AAV载体是目前正在研究的一类新型安全载体， 它对人类无致病性。
AAV可以高效定点整合至人19号染色体的特定 区域19q13.4中，并能较稳定地存在。这种靶向 定点整合可以避免随机整合可能带来的抑癌基因 失活和原癌基因激活的潜在危险性，而且外源基 因可以持续稳定表达，并可受到周围基因的调控， 兼具逆转录病毒载体和腺病毒载体两者的优点。
基因治疗的原理
武汉工程大学环境与城市建设学院 采矿工程01班黄杰
二零一零年十一月七号
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▪基因治疗分类
➢ 体细胞(somatic cell) 基因治疗
❖ 只限于某一体细胞的基 因的改变
❖ 只限于某个体的当代
➢ 生殖细胞(germline)基 ❖对缺陷的生殖细胞进行
因治疗
矫正
❖ 当代及子代
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内容提要
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腺病毒的优点
1.基因导入效率高，对人类安全； 2.宿主范围广； 3.基因转导与细胞分裂无关； 4.重组腺病毒可通过口服经肠道吸收、或喷雾吸
入或气管内滴注； 5.腺病毒载体容量较大，可插入7.5 kb外源基因；
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腺病毒载体缺点
1.不能整合到靶细胞的基因组DNA中。分裂增殖 快的细胞，导入的重组病毒载体，随分裂而丢 失的机会增多，表达时间相对较短。
通过破坏某个基因的结构而使之不能表达，以 达到治疗疾病的目的。
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（四）自杀基因治疗
▪ 自杀基因治疗:恶性肿瘤基因治疗的主 要方法之一。
▪ 原理:将“自杀”基因导入宿主细胞中， 这种基因编码的酶能使无毒性的药物前 体转化为细胞毒性代谢物，诱导靶细胞 产生“自杀”效应，从而达到清除肿瘤 细胞的目的。
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（五）基因免疫治疗
通过将抗癌免疫增强细胞因子或MHC基因 导入肿瘤组织，以增强肿瘤微环境中的抗癌 免疫反应。
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二、基因转移 技术
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基因治疗的两种途径
ex vivo
靶细胞
载体 目的基因
in vivo
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基因转移(gene transfer)技术
1.病毒介导的基因转移系统。 2.非病毒介导的基因转移系统。
一、基因治疗的策略 二、基因转移技术 三、基因干预
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一、基因治疗 的策略
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（一）基因置换（gene replacement）
定义：指将特定的目的基因导入特定细胞，通过 定位重组，以导入的正常基因置换基因组内原有 的缺陷基因。 目的：将缺陷基因的异常序列进行桥正。
对缺陷基因的缺陷部位进行精确的原位修复， 不涉及基因组的任何改变。
腺病毒是一种大分子(36 kb)双链无包膜DNA病 毒。它通过受体介导的内吞作用进入细胞内，然 后腺病毒基因组转移至细胞核内，保持在染色体 外，不整合进入宿主细胞基因组中。
腺病毒是人类呼吸道感染的病原体，但目前尚未 发现与肿瘤发生有关联。宿主细胞范围广，可感 染分裂和非分裂终末分化细胞，如神经元等。
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1.病毒介导的基因转移系统
病毒载体介导的基因转移效率较高， 因此它也是使用最多的基因治疗载体。 据统计，有72%的临床实验计划和 71%的病例使用了病毒载体，其中用得 最多的是逆转录病毒载体。
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逆转录病毒
Retrovirus
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ15
逆转录病毒介导的基因转移系统
——由两部分组成： (1) 逆转录病毒载体 (2) 辅助细胞株(如PA317)
AAV Virus Particles 22
AAV的特点
● 以潜伏感染为主； ● 病毒基因组与细胞共存； ● 只要宿主细胞正常，AAV基因表达就处于
抑制而维持潜伏状态； ● 若细胞受刺激，表达应激基因，AAV基因
表达从而使AAV病毒复制； ● 产生子代病毒并释放，又感染新的细胞，
建立新的潜伏状态。
类型: 在有缺陷基因的细胞中导入相应的正常基因，
而细胞内的缺陷基因并未除去，通过导入正常 基因的表达产物，补偿缺陷基因的功能； 向靶细胞中导入靶细胞本来不表达的基因，利 用其表达产物达到治疗疾病的目的。
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（三）基因干预
基因干预（gene interference）: 采用特定的方式抑制某个基因的表达，或者
④包装好的假病毒颗粒（携带目的基因的重组逆转录病毒载体）以 芽生的方式分泌至辅助细胞培养的上清液中，易 于分离制备。
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逆转录病毒载体的主要缺点
随机整合，有插入突变、激活癌基因 的潜在危险；
逆转录病毒载体的容量较小，只能容 纳7 kb以下的外源基因。
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（2）腺病毒(adenovirus，AV)载体
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逆转录病毒载体的特点
①逆转录病毒包膜上由env编码的糖蛋白，能够被 许多哺乳动物细胞膜上的特异性受体识别，从而 使逆转录病毒携带的遗传物质高效地进入靶细胞。
②逆转录病毒结构基因gag、env和pol的缺失不影 响其他部分的活性。
③前病毒可以高效整合至靶细胞基因组中，有利于 外源基因在靶细胞中的永久表达。
2.宿主的免疫反应导致腺病毒载体表达短暂。
3.有两个环节可能产生复制型腺病毒。
(1)腺病毒产生过程中与293辅助细胞内E1区序列发生同
4.靶向源性重差组。；
(2)腺病毒载体与被治疗的患者体内已感染的野生型腺病 毒，甚至乳头瘤病毒、巨细胞病毒发生重组。
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（3）腺病毒相关病毒载体
腺病毒相关病毒(adenovirus associated virus，AAV)是一 类单链线状DNA缺陷型病毒。其基因组DNA小于5 kb， 无包膜，外形为裸露的20面体颗粒。AAV不能独立复 制，只有在辅助病毒（如腺病毒、单纯疱疹病毒、痘苗 病毒）存在时，才能进行复制和溶细胞性感染，否则只 能建立溶源性潜伏感染。