第十六章遗传病治疗

目的基因与磷酸钙等物质混合，形成沉淀的DNA
微细颗粒，易通过细胞膜进入细胞内，并整合到受
体细胞基因组中，在适当条件下得以表达。
磷酸钙+DNA → 混合微细颗粒 ↓ 沉淀反应20~30min ↓ 细胞在沉淀物中暴露 5~24h
方法简单，但转化效率低。
3.膜融合法
脂质体法（liposome）
应用人工制备的类似细胞膜的膜性结构——
对因酶缺乏而造成的底物或中间产物堆积的患者， 制定特殊的食谱或配以药物，以控制底物或中间产物的 摄入，降低代谢产物的堆积。 饮食疗法治疗遗传病的原则是禁其所忌
一、产前治疗
有些遗传病可以在其母亲怀孕期间就进行饮食治 疗，使患儿症状得到改善。 对患有半乳糖血症风险的胎儿，在孕妇的饮食中限制 乳糖和半乳糖的摄人量而代以其他的水解蛋白(如大 豆水解蛋白)，胎儿出生后再禁用人乳和牛乳喂养
但还存在某些问题：
1）靶细胞的遗传修饰至今尚无实质性进展； 2）基因转移效率不高，只能用显微注射方法； 3）只适用于排卵周期短而次数多的动物，很难适用于 人类。 （但目前辅助生殖技术的发展较为有效的解决了获取 卵细胞的办法。一次可获取少者3-5个，多者十几 个。）
体细胞基因治疗
将正常基因转移到体细胞，使之表达基因产 物，以达到治疗的目的。但有害基因能遗传
现症患者治疗
1953年 Bickle等首次用低苯丙氨酸饮食法治疗
苯丙酮尿症患儿，治疗后患儿体内苯丙氨酸明显减少， 症状得到缓解。 减少患者对所忌物质的吸收 亦可减轻症状的出现 苯丙酮尿症患儿常规进食后，让其服用苯丙氨酸氨 基水解酶的胶囊，这种酶在肠内释放后，可将食物 消化后形成的苯丙氨酸转化成苯丙烯酸清除 家族性高胆固醇血症患者服用糠麸，也可减少肠道 对胆固醇的吸收，延缓和减轻动脉粥样硬化等症状 的形成。
间接疗法：即基因添加
以正常的基因替代致病基因。
导入外源正常基因，代替有缺陷的基因。
而 对靶细胞而言，没有去除或修复有缺陷的 用DNA重组技术设法修复患者细胞中有缺陷 的基因，使细胞恢复正常功能而达到治疗遗传 病的目的。
基因。
基因治疗
基因治疗是一种用正常或野生型基因导入靶细胞，校正 或置换致病基因的治疗方法。
二、 基因治疗

基因治疗（Gene therapy ）：
（指应用DNA重组技术设法 修复患者细胞 内有缺陷的基因，使细胞恢复正常功能而达 到治疗遗传病的目的。） 外源基因的安全导入和高效正确的表达是基 因治疗的两大关键。

（一）基因治疗的原理与策略 1.原理 2.策略：直接基因治疗和间接基因治疗 1、直接基因治疗：即基因修正，纠正突变基因 定点导入外源正常基因基因，以达到治疗 目的。为较理想的基因治疗策略，由于存在 某些问题，目前正在努力之中。（未实现）
3）胰腺移植： 胰岛素依赖性糖尿病
胰岛细胞移植
4）酶移植 (enzyme transplantation)。
α1-抗胰蛋白酶缺乏症--------肝移植
肾移植--------胱氨酸尿症

遗传性角膜萎缩症-------角膜移植术
（二）药物及饮食疗法
药物治疗原则：补其所缺，去其所余 分产前或出生前治疗、症状前治疗和现症患者治疗 一、出生前治疗 经产前诊断后给孕妇服药，通过胎盘达到治疗目的
遗传病的治疗
遗传病的治疗一般分为类： 手术治疗 手术矫正
器官和组织移植 药物治疗 补其所缺、去其所余 饮食疗法 禁其所忌 基因治疗
（一） 手术治疗
手术治疗:指当遗传病已发展到出现临床症状，尤其
是器官组织已出现了损伤，应用外科手术的方法对
病损器官进行切除、修补或替换，它可以有效地改 善某些遗传病的症状，减轻患者的病痛。
基因治疗的策略
1.基因修复
2.基因代替 3.基因抑制和（或）基因失活 4.基因增强 5.重新开放已关闭的基因
基因治疗途径:
就基因转移的受体细胞不同， 基因治疗有两种途径： a. 生殖细胞基因治疗
b. 体百度文库胞基因治疗
生殖细胞基因治疗

将正常基因转移到患者生殖细胞（精细胞， 卵细胞，早期胚胎）使其发育成正常个体。 为理想的治疗方法，从根本上治疗遗传病， 使其有害基因不能在人群中散播。
雄激素能诱导α1-抗胰蛋白酶的合成 用于α1-抗胰蛋白酶缺乏症的治疗
2.酶补充疗法 向患者体内输入纯化酶制剂是酶补充 疗法的重要途径。 脑苷脂病 (Gaucher病)患者注射β-葡萄糖苷酶制 剂，可使患者肝和血液中的脑苷脂含量降低，使症 状缓解 严重的α1-抗胰蛋白酶缺乏症患者每周用4g强化 的α1-抗胰蛋白静脉注射，连用4周后便可获得满 意的效果。
1.手术矫正
对遗传病所产生的畸形进行手术矫正、修补、 或切除，可收到较好效果。

唇裂、两性畸形、先天性心脏病等可进行手术 矫正 遗传性球形红细胞增多症----脾切除 家族性高胆固醇血症----回肠-空肠旁路手术

减少肠道的胆固醇吸收
2.器官和组织移植
1）肾移植: 家族性多囊肾、遗传性肾炎 、先天性肾病综合 症、淀粉样变性 2）骨髓移植： 重型地中海贫血、免疫缺陷患者 Wiskott-Aldrich综合症


苯丙酮尿症
同型胱氨酸尿症
枫糖尿症
半乳糖血症
三、现症病人治疗
（一）激素替代疗法



对于某些因X染色体畸变所引起的女性疾病， 可以补充雌激素，使患者的第二性征得到发育， 也可改善患者的体格发育。 先天性肾上腺皮质增生症患者，可用类固醇 激素治疗 垂体性株儒患者给予生长激素 糖尿病患者注射胰岛素
（三）去其所余
对于一些因酶促反应障碍，导致体内贮积过
多的代谢产物，可使用各种理化方法将过多的产
物排除或抑制其生成，使患者的症状得到明显的 改善，称为去余。
1.应用螯和剂 肝豆状核变性 青霉胺 铜离子
含铁血黄素沉积症 去铁胺B 3.代谢抑制剂 铁蛋白
2.促排泄剂 家族性高胆固醇血症 消胆胺
别嘌呤醇----黄嘌呤氧化酶
难；
随机插入可能引起后代的基因突变。
开展基因治疗必须具备条件
疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚 纠正疾病的基因已被克隆，而且该基因表达与调
控的机制与条件清楚
导入基因具有适宜的受体细胞，并能有效表达 具有安全有效的转运载体的方法
（二）基因治疗的方法与临床应用
1.基因治疗的方法：
(四)酶疗法
先天性代谢病通常是由于基因突变造成酶的缺失或 活性降低，可用酶诱导和酶补充的方法进行治疗。 1.酶诱导治疗 新生儿非溶血性高胆红素Ⅰ型 (Gilbert综合征) RD 患者肝细胞内缺乏葡萄糖醛酸尿苷转移酶 胆红素在血中滞留而导致黄疸、消化不良等症状 苯巴比妥能诱导肝细胞光面内质网合成该酶
4.血浆置换或血浆过滤
家族性高胆固醇血症
溶酶体贮积症
遗传性溶血性贫血
回输
患者
肝素－琼脂糖小球 氯化钙
回输滤器
血液 低密度脂蛋白与肝素形成复合物
5.平衡清除法（equilibrium depletion）
对于某些溶酶体贮积病，由于其沉积物可弥 散入血，并保持血与组织之间的动态平衡。 如果注入一定的酶于血液以清除底物，则平 衡被打破，组织中沉积物可不断进入血而被 清除，周而复始，可逐渐达到去除“毒物” 的目的。
羊水中甲基丙二酸含量增高-----甲基丙二酸尿症
-------新生儿发育迟缓和酸中毒
在出生前、后给母体和患儿注射大量的维生素B12 维生素B2依赖型癫痫的胎儿-----孕妇服维生素B2
二、症状前治疗
对于某些遗传病，采用症状前药物治疗也可以预 防遗传病的病症发生而达到治疗效果。

新生儿甲状腺功能低下---甲状腺素制剂终生服用 防止智能和体格发育障碍
小鼠受精卵 回植 假妊娠
仔 鼠
动物模型：转基因鼠 (每个鼠细胞中都含有外源基因，按孟德尔方式遗传)
clone sheep Dolly 体细胞 提取 核
重组细胞 卵细胞
去核
回植
Dolly
细胞
（2）电穿孔法（electroporotion）
将细胞置于高压脉冲电场中，通过电压使细胞产生可逆 性的穿孔。周围基质中的DNA可渗进细胞，进而表 达。
脂质体，包装外源基因，再与靶细胞融合，外 源DNA导入靶细胞，使其表达。
DNA 细胞 细胞融合 DNA PEG 转化
给后代。
措
施：
（1）正常基因转移至体外培养的体细胞，有效表达后， 再回输到体内。 （2）正常基因导入靶细胞，定位整合到染色体上，准 确的替换异常基因，是理想的措施。 （3）随机整合，非特定座位，只要有效的表达即可达 到治疗的目的。 （4）体细胞基因治疗理论上不必矫正所有的体细胞。
存在的问题
对特定座位基因转移，目前还存在较大困
瞬间
细胞
高压脉冲
细胞膜核膜通透性增加
DNA渗入细胞
（3）微粒子轰击法

利用亚微粒的钨和金能吸附DNA，并将其包裹起 来形成微粒，通过物理途径获得高速度，微粒瞬间
既可进入靶细胞，达到转移目的基因的目的，而不
损伤靶细胞。

该方法可使目的基因在皮肤、肝、胰、胃及乳腺 等细胞中表达。
2、化学法
磷酸钙沉淀法：
（威斯科特-奥尔德里奇综合征）






当恶性细胞进入血流后，癌症会在整个身体内传播。最新研究发现，如果改变这些恶性细胞的结构就 能减缓甚至遏制这些细胞的传播。 当恶性细胞进入血流后，癌症会在整个身体内传播。美国得克萨斯州农机大学最近研究发现，如 果改变这些恶性细胞的结构就能减缓甚至遏制这些细胞的传播。这一研究是得克萨斯州农机大学、康 涅狄格大学卫生中心和加州大学旧金山分校共同完成的，结果发表在《分子细胞》上。 癌症的传播是细胞骨架出现错误造成的。细胞骨架是由多份肌动蛋白所形成的网状结构。肌动蛋 白形成的细胞骨架决定了细胞的形状以及与其它细胞或组织粘合的能力。细胞骨架会根据细胞的外部 环境而不断改变形状。通过复杂的“信号转导”程序，细胞会根据外部情况而发生一些特殊行为。它 们可以快速生长，也可以改变自身的功能，或者迁移到身体的其它部位。细胞对外部环境信号的反应 有多种形式，最主要的是改变脂类物质磷酸肌醇和酪氨酸磷酸化。 “我们研究的远期目标是确立那些改变细胞骨架结构的信号是如何促进癌症发生发展和迁移的。” 研究人员说。“我们的研究回答了一个重要问题，那就是由外部因素引发的信号转导机制是如何造成 肌动蛋白细胞骨架发生改变的。” 通过分子遗传学、蛋白质组学和高分辨光学显微镜这些实验学方法的独特结合，研究人员发现了 N-WASp的一种新的调节机制。N-WASp是重新调整肌动蛋白细胞骨架结构的一种重要蛋白。N-WA Sp是 WASp（威斯科特-奥尔德里奇综合征蛋白）的直系蛋白。该蛋白是以首次发现这种罕见遗传性 疾病的医生名字命名的。该病的特点是：血小板减少、湿疹、复发性感染以及白血病或淋巴瘤发病率 高。 “我们发现。改变酪氨酸磷酸化和磷酸肌醇代谢的干扰信号是调节N-WASp活性和改变肌动蛋白 网状结构的关键。”研究人员说。实验证据表明，减少恶性肿瘤细胞里的Nck会明显消弱这些细胞在 人工环境下的迁移能力。 “可以推测，控制细胞内的肌动蛋白重塑机制，特别是N-WASp信号中枢，就可以打开治疗恶性 肿瘤的大门。”研究人员说。“我们目前正在研究与肿瘤形成和迁移有关的、引起细胞构架改变的信 号通路的作用。”
（1）基因转移的方法：
直接活体转移(in vivo)
在体转移
(ex vivo)
（一）目的基因的转移
通过不同方法，将目的基因转移至受体细
胞。
1、物理方法
（1）显微注射法（microinjection ）
利用显微操作把目的基因直接注入靶细胞或细胞核
转基因动物的制备
重组基因 DNA 微注射 （体外）
(五)维生素疗法
有些遗传代谢病是酶反应辅助因子—维生素合成不 足，或者是缺乏的酶与维生素辅助子的亲和力降低，因 此通过给予相应的维生素可以纠正代谢异常。

叶酸可以治疗先天性叶酸吸收不良和同型胱氨酸尿症

生物素可以用于治疗混合型羧化酶缺乏症和丙酸血症
应用维生素c治疗因线粒体基因突变引起的心肌病

饮食疗法
（二）补其所缺
有些遗传病是因为某些酶缺乏而不能形成机
体所必需的代谢产物，如给予补充，即可使症状 得到明显的改善，达到治疗目的，即称补缺。 先天性无丙种球蛋白血症患者，给予丙种球 蛋白制剂，可使感染次数明显减少

乳清酸尿症患者，因体内缺乏尿苷而引起贫 血、体格和智能发育障碍， 给予尿苷治疗， 症状即可得到缓解。