遗传病基因治疗

遗传病基因治疗

一、遗传病基因治疗技术的原理

1.基因治疗

是把具有正常功能的基因，通过特殊的基因载体(如病毒)或机械性方法

(如微量注射)，引入患某种遗传病的患者细胞内，达到根治遗传病的目

的。基因治疗可以分为两类，一是体细胞基因治疗，二是生殖细胞基因

治疗。前者较易于进行，后者则技术上较为复杂，并且关系到伦理问题，

目前基本没有在人体上进行。

2.基因治疗的基本要求

1)在试验动物中证明所插入的基因能正确进入靶细胞中

2)插入的基因能够存留在靶细胞中并且发挥作用

3)基因表达的水平适当，并且受机体控制

4)对细胞无损害

二、遗传病基因治疗技术的产生

1.在70年代初，科学家们提出所谓的治疗由缺陷基因引起的遗传性疾病

“基因手术”。

2.1990年9月14日，四岁的Deserve患有一种罕见的遗传性疾病称为严

重联合免疫缺陷病（SCID），成为在美国第一位接受基因治疗的人。由于

Deserve不能产生腺苷脱氨酶（ADA），因此没有一个健康的免疫系统，

这使她非常容易受到严重威胁生命的感染。医生从她的身体中取出白血

细胞，让细胞在实验室中生长，插入缺失的基因，然后注入患者的血液

中。实验室测试表明，该疗法能够加强Deserve的免疫系统。

3.第一个批准基因治疗的过程中充满着争议。人类基因治疗是非常复杂的，

有许多技术仍然需要开发和实验。公众以及政策对于人体基因工程材料

的可能用途的辩论也是同样的复杂。

三、遗传病基因治疗技术发展历史

1.基因治疗的发展划分为 3 个历史阶段

1)准备期间(1980～1989 年)

这是基因治疗的“禁锢时代”。20 世纪80 年代初，从学术界到宗教、伦理、

法律各界,对基因治疗能否进入临床存在争议很大。直到 1989 年，美国联邦

食品与药品管理局（FDA）才同意将载体导入作为“基因标记”的临床试验，

1990 年才正式批准其临床试验。在此期间，科学家们进行了大量的研究工作，

同时也在舆论上做了很多准备工作。

2)狂热期(1990～1995 年)

1990年9月，美国国立卫生研究院的 Anderson和 Base将腺苷酸脱氨酶 (ADA)

基因用反转录病毒导入人自身 T 淋巴细胞，经体外扩增后输回患者体内 ,成

功治愈一位由于 ADA基因缺陷导致严重免疫异常的4岁女孩。自此，基因治

疗的内容也由单基因遗传病扩大到多基因的肿瘤、艾滋病、心血管病、神经系

统疾病、自身免疫疾病和内分泌疾病等。在短短数年内，美国就有100多个临

床方案经FDA批准进入临床试验。科学家在前10年所作的储备在这时几乎倾

巢而出，其中一些还没有成熟到可以取得疗效的方案也过早地进入了临床试

验。

3)理性期( 1996 年至今 )

随着一位 18 岁的美国青年在美国宾夕法尼亚大学人类基因治疗中心接受治

疗时不幸死亡，成为被报道的首例死于基因治疗的患者。基因治疗从狂热转入

理性化的正常轨道, 人们开始对基因治疗的前景进行冷静的思考与反思，基因

治疗的研究与发展也遇到了前所末有的压力与挑战。

四、遗传病基因治疗技术现状

许多人赞同的体细胞疗法，但毫不犹豫地怀疑允许种系基因疗法可能会带来对未来

不可预见的影响。也有人认为，经过适当的调控和保障，种系基因疗法是一种迄今

取得的进展逻辑的延伸，道德上可以接受的程序。

1.体细胞疗法

1)基因诊断

指查出致病基因或与疾病密切有关的基因，可通过基因产物的检测来实现。所用方

法还有基因探针、限制酶酶谱分析、基因体外扩增(即多聚酶链反应，简写作PCR)

等多种技术。

2)靶细胞选择

转基因治疗中的靶细胞选用应该是在体内能保持相当长的寿命或者具有分裂能力

的细胞，这样才能使被转入的基因能有效地、长期地发挥“治疗”作用。因此干细

胞、前体细胞都是理想的转基因治疗靶细胞。以目前的观点看，骨髓细胞是唯一满

足以上标准的靶细胞，而骨髓的抽取，体外培养、再植入等所涉及的技术都已成熟；

另一方面，骨髓细胞还构成了许多组织细胞(如单核巨噬细胞)的前体。因此，不仅

一些涉及血液系统的疾病如ADA缺乏症（即前文提到的严重联合免疫缺陷病SCID）、珠蛋白生成障碍性贫血、镰状细胞贫血、CGD等的基因治疗都以骨髓细胞作为靶细

胞，而且一些非血液系统疾病如苯丙酮尿症、溶酶体储积病等也以此作为靶细胞。

除了骨髓以外，肝细胞、神经细胞、内皮细胞、肌细胞也可作为靶细胞来研究或实

施转基因治疗。

3)载体选择

目前用于转基因的载体有许多，最常用的有质粒、病毒载体。在选择载体时，需要

考虑的是载体对机体的毒性、载体所携带的转录启动子启动转录的效率、载体对靶

细胞的转染效率等。为了能够携带一些较大的基因(如DNA基因)，近年来也探索了

一些用较大的质粒(如人工酵母染色体—YAC)来实现大片段基因的转染。

4)目的基因的表达

目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此，可运用基因扩增等方法适当提高外

源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的控制信

号，使整合在宿主基因组中的新基因高效表达，产生所需的某种蛋白质。

5)转基因过程中注意事项

a)必须考虑到被转基因在靶细胞中具有适当的表达效率。尽管在某些遗传

病，正常基因2％一5％的表达量就可能不会发病，但像珠蛋白生成障碍