肿瘤基因治疗的基本策略和常用方法
肿瘤基因治疗的基本策略和常用方法
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肿瘤基因治疗的基本策略和常用方法课件
• 1、基因干预技术
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⑵、RNA干扰技术
RNA干扰( RNA interference,RNAi ) 是指在进化过程中高度 保守的,由双链RNA ( dsRNA) 诱发、同源mRNA高效特异性 降解的现象。RNAi使特定基因沉默,是真核细胞中的一种转录 调节机制,这种由21 ~ 23 个核苷酸长度介导的小RNA常被称 为小干扰RNA( siRNA) ,其序列在真核生物进化中高度保守。 将长dsRNA或短siRNA递送进入生物体细胞内均可引发RNA i， 进而使特定基因表达沉默
• 1、基因干预技术
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?如何高效地向肿瘤细胞或组织递送干扰RNA
RNAi理想递送系统
① 适配体——RNAi的嵌合体。适配体能与多种目标物质 高特异性、高选择性结合
② 稳定核酸脂质复合物（SNALPs），对脂类复合物进行 聚乙二醇（PEG）修饰使得复合物获得亲水性外层，从而 增强其在血浆中的稳定性
02 肿瘤基因治疗的 基本策略
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01 基因矫正
01
03
采用基因打靶技术矫正突变的抑癌基因中的突变序列
02 基因置换 将外源性的正常抑癌基因直接导入肿瘤细胞，取代突变 的抑癌基因而发挥作用，以改变肿瘤细胞的恶性表型 YEAH! 03 基因失活
03 常用方法
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01
04
02
03
1、基因干预技术
恶性肿瘤的基因治疗改变癌症治疗方式的突破
恶性肿瘤的基因治疗改变癌症治疗方式的突破恶性肿瘤一直以来都是医学界的挑战之一，传统的治疗方式如手术、放疗和化疗在一定程度上能够控制肿瘤的发展，但仍存在着许多限制和不足。
近年来，基因治疗作为一种新的治疗策略逐渐崭露头角，并给恶性肿瘤的治疗带来了革命性的突破。
本文将介绍基因治疗在恶性肿瘤治疗中的应用，并分析其对于癌症治疗方式的改变。
一、基因治疗的原理基因治疗是利用基因工程技术将特定的基因导入到人体细胞中，以修复或改变细胞功能，从而实现治疗目的。
在恶性肿瘤治疗中，基因治疗主要通过以下几种方式来发挥作用：1. 基因替代治疗：通过将正常的基因导入到癌细胞中，修复或替代受损的基因，促使癌细胞恢复正常的生长和分化状态。
2. 基因靶向治疗：利用基因工程技术设计和构建特异性的基因靶向载体，将治疗基因导入到癌细胞内，从而抑制癌细胞的生长和扩散。
3. 免疫基因治疗：通过改变机体免疫应答的基因表达，激活免疫系统对恶性肿瘤的攻击能力，增强肿瘤细胞的凋亡和免疫杀伤作用。
二、基因治疗在恶性肿瘤中的应用基因治疗已经在多种恶性肿瘤的治疗中取得了显著的疗效，下面将重点介绍几个成功的应用案例。
1. CAR-T细胞治疗CAR-T细胞治疗是一种基于人工重组抗原受体的免疫疗法，通过携带特定抗原受体的T细胞与癌细胞结合，实现对癌细胞的杀伤作用。
该疗法在治疗恶性血液肿瘤如急性淋巴细胞白血病和非霍奇金淋巴瘤方面取得了巨大的成功。
通过对患者自身T细胞进行基因改造，使其表达特异性的抗原受体，能够有效地靶向癌细胞并诱导肿瘤细胞凋亡。
2. 基因靶向药物治疗近年来，一些基因靶向药物也成为恶性肿瘤治疗的重要手段。
这些药物通过作用于癌细胞上特定的靶点，干扰癌细胞的生长和扩散，从而达到治疗的效果。
例如，帕博利珠单抗是一种针对HER2受体的抗体药物，广泛应用于乳腺癌的治疗中。
同时，一些基因靶向药物也已经在肺癌、结直肠癌等不同类型恶性肿瘤的治疗中取得了显著效果。
这些靶向药物的研发离不开对肿瘤基因变异及信号通路的深入了解。
肿瘤基因治疗的基本策略和常用方法-终极版
一.肿瘤与基因治疗的基本概念
4.与肿瘤基因治疗有关的其它概念
a.
原癌基因（前癌基因）
细胞癌基因存在于细胞基因组内，激活前的 细胞癌基因称为原癌基因(前癌基因)，一旦原癌 基因激活成癌基因便会引起细胞癌变，癌基因激 活后，通过其表达产物改变细胞生长和分化规律， 诱发细胞癌变。 原癌基因被激活的途径很多，如启动子插入， 基因重排 和 和DNA分子中去 甲基化 等。
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二.肿瘤基因治疗的基本策略
1.免疫性基 因治疗
4.自杀基因 治疗
2.病因性返回
二.肿瘤基因治疗的基本策略
1.免疫性基因治疗
1）治疗对象及病症
一般为3~4岁儿童和老年人。在肿瘤发生发 展过程中，免疫系统发育未完善（3-4岁）和免 疫机能衰退（老年人的细胞免疫和体液免疫功 能均衰退）而出现两个肿瘤发生的年龄高峰期。
一.肿瘤与基因治疗的基本概念
基因治疗示例
一.肿瘤与基因治疗的基本概念
2.基因治疗（Gene Therapy）
指将外源正常基因 导入靶细胞，以纠正或 补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗 目的。也就是将外源基因通过基因转移技术 将 其插入病人的适当的受体细胞 中，使外源基因 制造的产物 能治疗 某种疾病。从广义 上说，基因治疗还 可包括从DNA水平 采取的治疗某些疾 病的措施和新技术。
肿瘤病因性基因治疗主要针对癌基因 和抑癌基 因，其治疗策略是抑制、阻断癌基因的表达或替代， 恢复抑癌基因的功能，从而达到治疗肿瘤的目的。
a.针对癌基因治疗
采用反义寡核苷酸、核酸、三链结构寡核苷酸 （Triplex-forming oligonucleotides，TFO）抑制肿 瘤细胞的基因转录，抑制癌基因的表达将有可能使肿 瘤的基因表达调控回复到正常并使细胞重新分化或者 诱发其凋亡（Apoptosis）。由于转条是遗传信息放 大的过程，因此对癌基因的表达抑制来说更为有效， 其治疗前景是极为乐观的。
恶性肿瘤基因治疗
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当前临床应用的基因治疗方法主要包括基因替代、基因沉 默、基因编辑等技术，这些技术能够针对肿瘤细胞的特定 分子靶点进行干预，从而达到治疗目的。
成功案例分析
近年来，随着基因治疗技术的不断发展，已经有一些成功的案例 出现。例如，针对某些遗传性疾病引发的恶性肿瘤，通过基因替 代疗法成功地改善了患者病情。
在结直肠癌的治疗中，利用基因沉默技术针对Kras基因进行治疗 ，取得了一定的疗效，为结直肠癌的治疗提供了新的思路。
抑制肿瘤生长
基因治疗可以通过抑制肿瘤生长相关 基因的表达，从而抑制肿瘤细胞的生 长。
恶性肿瘤基因治疗策略
抑癌基因治疗
将抑癌基因导入到肿瘤细 胞中，增强抑癌基因的表 达，抑制肿瘤细胞的生长 。
免疫基因治疗
通过增强免疫细胞的活性 ，提高机体对肿瘤的免疫 应答，达到治疗肿瘤的目 的。
自杀基因治疗
将能够诱导细胞凋亡的基 因导入到肿瘤细胞中，使 肿瘤细胞自行死亡。
反义基因治疗
总结词
反义基因治疗通过反义寡核苷酸技术抑制肿瘤细胞中异常基因的表达，达到治疗恶性肿 瘤的目的。
详细描述
反义基因治疗是利用反义寡核苷酸技术抑制肿瘤细胞中异常基因的表达，从而达到治疗 恶性肿瘤的目的。反义寡核苷酸是一种人工合成的短链DNA或RNA片段，能与目标基 因的mRNA结合，抑制其翻译过程，从而抑制异常基因的表达。常用的反义基因治疗
恶性肿瘤基因治疗
• 基因治疗概述 • 恶性肿瘤基因治疗原理 • 恶性肿瘤基因治疗方法 • 恶性肿瘤基因治疗临床应用与案例 • 基因治疗的安全性与伦理问题
目录
Part
01
基因治疗概述
基因治疗定义
基因治疗是指通过改变人类基因来治疗或预防疾病的方法。 它通过将健康的基因导入到病变细胞中，以替代或修复异常 基因，从而达到治疗疾病的目的。
基因治疗肿瘤的主要途径概要
基因治疗肿瘤的主要途径
1．药物敏感基因途径药敏基因表达产物能将某些无毒或低毒物转变成有毒物，以达到杀伤肿瘤细胞的作用。
2．反义途径干扰肿瘤细胞内遗传物的表达，从而抑制肿瘤细胞生长。
3．免疫相关基因治疗途径细胞因子。
4．抑癌基因途径抑癌基因指正常细胞内存在的能抑制细胞转化和肿瘤发生的一类基因。
抑癌基因途径基因疗法：一是利用抑癌基因治疗已发生的肿瘤；二是利用抑癌基因疗法防止肿瘤的转移。
抑癌基因治疗方法是用基因转移法恢复或添加肿瘤细胞中失活或缺失的抑癌基因。
Fujiwara报道用WTP53基因替代疗法治疗小细胞肺癌，可使62％～100％的肿瘤的生长受到明显抑制。
5．多药耐药基因途径将多重耐药基因导入正常骨髓造血细胞，使正常骨髓造血细胞对细胞毒性化疗药及放射治疗的耐受性增加，以利进行超大剂量化疗，从而杀伤更多的肿瘤细胞。
1991年，Mickis6h等建立了骨髓细胞持续表达人MDRlcDNA的转基因鼠模型，结果发现该小鼠对天然化疗药物的作用具有抗性，使化疗药物的剂量可提高10倍。
6．自杀基因途径将导入或激活自杀基因，使肿瘤细胞凋亡或死亡。
肿瘤基因治疗的基本策略和常用方法
c. 制备肿瘤KNA疫苗 采用编码特异抗原的基因直接注入人体，通过其在机体内的表达从而激发机体对编码抗原的免疫反应。应用癌胚抗原（CEA）制备的DNA疫苗在实验中显示出一定效果，研究的前景可观，进入临床药理实验只是时间问题而毋庸置疑 。
2 恶性肿瘤的病因性基因治疗
肿瘤病因性基因治疗主要针对癌基因和抑癌基因，其治疗策略是抑制、阻断癌基因的表达或替代，恢复抑癌基因的功能。从而达到治疗肿瘤的目的。
02
与基因治疗有关几个概念
c.抑癌基因正常细胞中存在抑制肿瘤发生的基因，称为抑癌基因。抑癌基因的存在从最初的一个发现中得到证实，即一个肿瘤细胞和一个正常细胞融合成的杂交细胞，往往不具有细胞表型，即使两种不同的肿瘤细胞杂交，也可能是非肿瘤性的，只有正常的亲代失去某些基因之后，其子代才会发生肿瘤。后来，通过限制性内切酶片段长度多态分析及分子克隆技术的研究证实，正常细胞中有一类对细胞增殖起负性调节作用的基因，如大肠癌中的p53基因，视网膜母细胞瘤和骨肉瘤中的Rb基因。这两种基因也是目前被确认并研究最为深人的抑癌基因。如将正常的Rb基因转人骨肉瘤细胞，Rb基因表达增高，细胞分裂几乎完全抑制，将Rb基因转人前列腺细胞，对正常细胞的生长无影响，但抑制了细胞的癌变，所 以当这一类的抑癌基因发生丢失，失活或变异时，就会促进细胞恶变。
基因毒癌发生发展的第一步是活化致癌物，改变细胞内的DNA，导致原癌基因的移位及扩增，这些特殊基因的翻译，使带有这些异常基因细胞的某些特性得以专一表达，一个特殊的化学物对一系列细胞有诱变及DNA修复作用者，称为基因毒。目前人类已知的致癌物均为基因毒。
01
原癌基因(前癌基因)细胞癌基因存在于细胞基因组内，激活前的细胞癌基因称为原癌基因(前癌基因)，一旦原癌基因激活成癌基因便会引起细胞癌变，癌基因激活后，通过其表达产物改变细胞生长和分化规律，诱发细胞癌变。细胞癌基因被激活的途径很多，如启动子插人，基因重排和扩增，基因点突变和DNA分子中去甲基化等。
癌症运用基因治疗方案
一、引言癌症，作为一种严重的恶性肿瘤，对人类健康和生命安全构成了严重威胁。
近年来，随着生物技术和基因科学的快速发展，基因治疗作为一种全新的癌症治疗方法，逐渐成为医学界的研究热点。
本文将介绍癌症运用基因治疗方案的基本原理、应用现状及未来发展前景。
二、基因治疗的基本原理基因治疗是指通过改变患者的基因，修复或替代受损基因，从而达到治疗疾病的目的。
在癌症治疗中，基因治疗主要通过以下几种方式实现：1. 基因修复：针对癌症患者体内突变基因，通过基因编辑技术，修复或恢复其正常功能，从而抑制肿瘤生长。
2. 基因沉默：通过基因沉默技术，抑制癌基因的表达，降低肿瘤细胞的生长和侵袭能力。
3. 基因置换：将正常的基因引入患者体内，替代或修复受损基因，恢复其正常功能。
4. 基因免疫：通过基因治疗，增强患者自身的免疫功能，提高对肿瘤的识别和杀伤能力。
三、癌症基因治疗方案的应用现状1. 基因治疗在癌症治疗中的应用案例（1）黑色素瘤：美国食品和药物管理局（FDA）批准的免疫检查点抑制剂PD-1/PD-L1抗体，通过基因治疗增强患者免疫系统对肿瘤细胞的杀伤能力，有效治疗黑色素瘤。
（2）急性淋巴细胞白血病：利用基因治疗技术，将正常的基因引入患者体内，替代或修复受损基因，达到治疗急性淋巴细胞白血病的目的。
（3）乳腺癌：通过基因沉默技术，抑制癌基因的表达，降低乳腺癌细胞的生长和侵袭能力。
2. 基因治疗在癌症治疗中的优势（1）针对性强：基因治疗针对的是患者体内的特定基因，具有高度的针对性和个体化治疗优势。
（2）疗效持久：基因治疗能够从根本上解决癌症问题，疗效持久，减少复发风险。
（3）安全性高：与传统的化疗和放疗相比，基因治疗具有较低的不良反应，安全性较高。
四、癌症基因治疗的未来发展前景1. 技术创新：随着基因编辑技术、基因载体技术等不断创新，将为癌症基因治疗提供更多可能性。
2. 个体化治疗：通过精准医疗，为患者提供更加个性化的基因治疗方案，提高治疗效果。
肿瘤的基因治疗策略_雷志华
p生物学基础知识与参考资料肿瘤的基因治疗策略雷志华杨玉珍(郑州师范高等专科学校生物系河南郑州450015)基因治疗(gene therapy)是目前医学分子生物学研究的热点之一,是指通过转基因来改变细胞的遗传特性,以达到治疗疾病目的的一种技术手段。
癌症因为其高发病率和死亡率一直成为基因治疗的首选对象:在1994年统计被批准的120项基因治疗案例中,有110项是针对肿瘤治疗的;1998年止已经进行的329项基因治疗计划中,有204项是为治疗肿瘤而设计的,接受治疗的患者为1626人。
目前对肿瘤进行基因治疗的主要途径和方法主要有以下几种。
1抑癌基因转移法肿瘤的发生往往伴随着抑癌基因(tumor suppressor g ene)的缺失或失活,所以可以通过载体向肿瘤细胞中导入野生型的抑癌基因来达到消除肿瘤的效果,目前常用的抑癌基因有p53、Rb、p16、p21等,其中最受瞩目的是p53基因。
野生型的p53在维持细胞的正常基因组、防止细胞发生癌变方面起着极为重要的作用,在人类已发现的癌症中,半数以上与p53机能障碍有关,如果将正常的p53基因导入到肿瘤细胞中,就可以补偿p53蛋白的功能,矫正肿瘤细胞的癌变,并能使肿瘤细胞大量发生程序化死亡。
实验表明,在p53基因导入到该基因缺失的结肠癌细胞后,肿瘤细胞失去了致癌性。
2自杀基因疗法自杀基因(suicide gene)是指在病毒、细菌和真菌中的一些酶类基因,将它们转移到肿瘤细胞后,其表达的产物可以将无毒的前体药物转化成细胞毒性物质,起到杀死瘤细胞的作用。
目前使用最多的自杀基因是大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶(CD)基因和单纯疱疹病毒的胸腺激酶(HSV-T K)基因,最近报道的还有细胞色素p450基因等。
在所有基因治疗计划中,最先获准进入Ó期试验的是HSV-T K自杀基因疗法,HSV-T K可以作用于抗疱疹药物二羟丙氧甲基鸟嘌呤(ganciclovir,G CV),产生G CV-T P毒素,该药物毒素可以抑制细胞中DN A 聚合酶的活性,从而导致肿瘤细胞的死亡,另外,GCV 在杀死能表达HSV-T K基因的肿瘤细胞的死亡,另外,GCV在杀死能表达HSV-T K基因的肿瘤细胞的同时,还会杀死临近未导入此基因的细胞,产生/旁观者效应0(onlooker effect),目前采用此方法的Genetic T heropy公司(美国)已开始进行脑瘤的人体第Ó期临床试验。
肿瘤的基因治疗
随着技术的不断进步和研究的深入，肿瘤 基因治疗有望在未来成为主流治疗手段之 一，为患者带来更好的治疗选择。
02
肿瘤基因治疗的方法与技术
基因导入技术
病毒载体
利用病毒作为载体，将治疗基因导入肿瘤细 胞。常见的病毒载体包括逆转录病毒、腺病 毒和单纯疱疹病毒等。
脂质体
脂质体是一种人工膜，可包裹基因物质，通过与细 胞膜融合将基因导入细胞。脂质体具有较高的靶向 性和稳定性。
肿瘤基因治疗的历史与发展
早期探索
基础研究
20世纪80年代开始，科学家开始探索通过 改变肿瘤细胞基因表达来治疗肿瘤的方法 。
随着人类基因组计划的完成和分子生物学 技术的发展，肿瘤基因治疗的基础研究取 得了重要进展。
临床试验
未来展望
近年来，越来越多的肿瘤基因治疗药物进 入临床试验阶段，并取得了一定的疗效和 安全性验证。
因的抑制药物进行治疗。
治疗结果
经过一段时间的治疗，患者肿瘤得到 明显控制，肝功能得到改善，延长了
生存期。
失败案例：某乳腺癌患者的基因治疗
患者情况
患者为年轻女性，诊断为晚期乳腺癌，已接受过多 次化疗和放疗，病情未得到有效控制。
治疗过程
对患者进行基因检测，发现存在HER2基因扩增，遂 采用针对该基因的靶向药物进行治疗。
肿瘤的基因治疗
目录
• 肿瘤基因治疗概述 • 肿瘤基因治疗的方法与技术 • 肿瘤基因治疗的临床应用 • 肿瘤基因治疗的挑战与前景 • 肿瘤基因治疗的案例分析
01
肿瘤基因治疗概述
定义与特点
定义
肿瘤基因治疗是指通过改变或修复肿 瘤细胞的基因表达，以达到控制肿瘤 生长、扩散和预防复发的目的。
特点
肿瘤基因治疗具有高度特异性，针对 肿瘤细胞进行精确打击，减少对正常 细胞的损伤；同时，基因治疗可以通 过一次性给药实现长期治疗效应，降 低治疗成本和副作用。
基因治疗肿瘤策略
第二节
恢复和增强抑癌基因的功能——引入抑癌基因
抑癌基因是抗肿瘤基因治疗中一类极为重要 的目的基因，将这类基因导入肿瘤细胞或非肿瘤 细胞，其表达产物通过复杂的基因调节或活化代 谢机制，能抑制肿瘤的恶性生长，甚至可导致癌 细胞逆转。虽然肿瘤的发生发展是一个多基因参 与、多步骤形成的过程，但在这些过程中某种癌 基因的激活或抑癌基因的失活可能起到了关键性 的作用。
与传统的基因研究方法—基因敲除、定点突变 、反义核酸及核酶技术等相比 ，RNAi具有以 下五大特点：
基因序列特异性；
dsRNA的稳定性； 沉默信号传递性；
Knock-down高效性； RNAi效用浓度依赖性。
一、RNAi的分子机制
外源性(如病毒) 或内源性的dsRNA 在细胞内与一种 RNA 酶Ⅲ(RNAase Ⅲ核酸内切酶) Dicer 结合,随即被切割成 21～23nt 的带有3’端单链尾巴及磷酸化5’端的短链dsRNA , 即小干扰RNA（small interfereing RNA,siRNA）。siRNA 与Dicer 形成RNA引导沉默的复合体(RNA induces silencing comple ,RISC) 。siRNA 作为引导序列,按照碱基互补原则识 别靶基因转录出的mRNA , 并引导RICS 结合mRNA。随后 siRNA与mRNA 在复合体中换位,核酸酶Dicer 将mRNA 切割 成21～23nt 的片段,特异性地抑制靶基因的表达。而新产生 的dsRNA 片段可再次形成RISC ,继续降解mRNA ,从而产生 级联放大效应。因此,每个细胞只需要几个siRNA 分子就能 够引起强烈的RNAi 效应。此外, siRNA 还可以在RNA 依赖 性RNA 聚合酶(RNA dependentRNA polymerase ,RdRp) 的 作用下进行大量扩增,并转运出细胞,使RNAi 扩散到整个机 体并可以传代。
肿瘤的基因治疗
A. Rendering virus vector harmless
• Remove harmful genes “cripple” the virus • Example – removal of env gene virus is not capable of producing a functional envelope
1 逆转录病毒载体
逆转录病毒DNA经适当改造后可作为载体 优点：①转染效率高，可达到100﹪ ②可转导分裂活跃的细胞 ③外源基因可整合到染色体 缺点：①不能转导非分裂细胞 ②导入的外源基因的长度≤8 kb ③有一定的危险性（激活原癌基因、插入突变）
B. Integrating versus Non-Integrating Viruses
– Envelopes are required for attachment to and penetration of host cells
• Vectors needed in very large #s to achieve successful delivery of new genes into patient’s cells
（二）病毒载体转移技术----常用的病毒
◆Integrating viruses（整合病毒）
– Retrovirus (e.g. murine leukemia virus) （逆转录病毒） – Adeno-associated virus (only 4kbp accommodated) B. （腺相关病毒） – Lentivirus（慢病毒）
体外基因的基本程序
---治疗基因的选择 ---基因载体的选择，包括病毒载体和非病
毒载体两大类
---靶细胞的选择 ---基因转移， 把治疗基因导入受体细胞的过
肿瘤的基因治疗
免疫相关基因导入肿瘤细胞 肿瘤抗原需与MHC-I类分子结合，被CD8+CTL识别，被
APC摄取加工后与MHC-II类分子结合，再被CD4+Th识别，方 可激活肿瘤免疫。而MHC-I和MHC-II途径都需B7共刺激。肿 瘤细胞低表达或不表达MHC-I或MHC-II及共刺激分子，是其抗 原呈递发生障碍，最终逃脱机体免疫的重要原因。Chen等将人 类乳头状瘤病毒(HPV-16)的E7基因转染黑色素瘤细胞株K1735， 以期通过E7基因的表达来增强肿瘤细胞的免疫原性，再将B7 基因转染该细胞株以增强肿瘤细胞所缺乏的共刺激信号，发现 单纯转染了E7基因的肿瘤细胞在体内100％成瘤，而同时转染 了E7和B7基因的肿瘤细胞在体内完全丧失了致瘤能力。进一 步研究证明，通过B7-1基因转染的结肠癌在小鼠体内诱导产生 了特异性杀伤细胞CTL。Kikuchi等将共刺激分子CD40基因的 重组腺病毒直接注入小鼠黑色素瘤、结肠癌及Lewis肺癌等实 体瘤内，发现60％以上的小鼠黑色素瘤及结肠癌得以治愈，而 免疫原性极弱的Lewis肺癌也有部分治愈。对MHC基因转染后 肿瘤细胞致瘤性的研究也有类似的报道。
Wei等用反义Myc(片段构建)重组腺病毒 载体Ad-As-Myc，发现能显著抑制肺腺癌 GLC-82和SPC-A-1细胞生长和克隆形成， 并诱导其凋亡。RT-PCR和Western印迹显 示MYC基因表达下降，凋亡相关基因Bcl2和Bax分别出现下调和上调。瘤内注射 Ad-As-Myc可抑制裸鼠皮下移植肿瘤的生 长(抑瘤率为52％)。对肝癌细胞BEL-7402、 HCC-9204、QSG-7701和SMMC-7721、胃 癌细胞MGC-803、SGC-823均有抑制作用， 表明反义Myc具有广谱的抗肿瘤作用。
肿瘤的基因治疗原理
肿瘤的基因治疗原理引言：肿瘤是一种严重威胁人类健康的疾病，传统的治疗方法如手术、放疗和化疗存在一定的局限性。
而基因治疗作为一种新兴的治疗手段，通过改变肿瘤细胞的基因表达，以达到治疗效果。
本文将介绍肿瘤基因治疗的原理及其相关技术。
一、基因治疗的原理基因治疗是利用基因工程技术将具有疗效的基因传递到患者体内，以改变细胞的功能或表达，从而实现治疗效果。
针对肿瘤的基因治疗主要有三种原理：基因替代治疗、基因抑制治疗和免疫基因治疗。
1. 基因替代治疗基因替代治疗是将正常的基因导入到肿瘤细胞中，以取代异常的基因功能。
常见的方法是将正常基因通过载体（如病毒载体）传递到肿瘤细胞中，使其恢复正常的功能。
例如，某些肿瘤细胞中存在着抑制肿瘤生长的基因缺失，通过基因替代治疗可以恢复这种基因的功能，从而达到抑制肿瘤生长的效果。
2. 基因抑制治疗基因抑制治疗是通过抑制特定基因的表达或功能来达到治疗效果。
这种治疗方法主要通过RNA干扰技术实现，即通过引入特定的小分子RNA（siRNA）使目标基因的转录或翻译过程发生错误，从而抑制该基因的表达。
这种方法可以针对肿瘤细胞中的特定致癌基因进行抑制，达到治疗肿瘤的目的。
3. 免疫基因治疗免疫基因治疗是通过增强机体免疫系统的活性来抑制肿瘤生长。
这种治疗方法主要包括肿瘤疫苗、T细胞治疗和免疫检查点抑制剂等。
肿瘤疫苗可以激活机体免疫系统对肿瘤细胞的攻击，而T细胞治疗则通过提取患者自身的T细胞并经过基因修饰后再注入患者体内，以增强对肿瘤的杀伤能力。
免疫检查点抑制剂则可以解除肿瘤细胞对免疫系统的抑制作用，使机体免疫系统能够更好地攻击肿瘤细胞。
二、基因治疗的技术基因治疗需要借助一系列的技术手段来实现。
主要的技术包括基因载体构建、基因传递和基因表达调控。
1. 基因载体构建基因治疗中常用的基因载体包括病毒载体和非病毒载体。
病毒载体主要有腺病毒、逆转录病毒和腺相关病毒等，它们可以有效地将基因导入到细胞内。
肿瘤基因治疗基本方法
肿瘤基因治疗基本方法基因是一段染色体DNA序列，用于产生功能产物多肽或功能RNA分子。
基因治疗一般是指将限定的遗传物质转入病人特定的靶细胞，以达到预防或治疗疾闰的目标的方法。
肿瘤基因治疗是用正常或野生型基因矫正或置换致病基因或引入有治疗价植的其它来源基因的一种治疗方法。
基因治疗一般是引入修饰基因于病人体内而并非该基因的产物，即是一种疗法而非新产品。
但是，通过体内直接途径可将外湖DNA象传统的药物一样注射到机体内，帮、故有人称这些外源的DNA的基因药物。
基因治疗中，从分子生物学角度可分为两种方式：一是基因矫正和转换，即将基因的异常序列进行矫正和置换，即将基因的异常序列进行矫正和精确的原位修复；二是基因添加和增补，即不去除异常基因，而是通过具有治疗意义的外源基因的定点整合，使其表达正常产物以补偿缺陷基因的功能。
根据针对宿主病变细胞基因采取的措施不同，可分为基因置换、基因修正、基因转移和基因灭活四种方法。
肿瘤基因治疗研究中，通常采用基因转移和基因灭活方法。
基因转移是指将外源性目的基因导入病变细胞或其他细胞，目的基因的表达产物修饰缺陷细胞，使其恢复功能或使原有的功能得到加强，故又称为基因修饰。
肿瘤基因修饰治疗研究包括免疫基因治疗、增强抑癌基因表达、靶向化疗或提高机体化疗耐受性等内容。
基因灭活是应用反义技术特异性封闭某些基因的表达。
反义技术是指利用针对特异性DNA和RNA片段按碱基配对的原则人工合成小分子核苷酸序列（反义寡苷酸），与其目的DNA和RNA序列互补结合，以选择性抑制目的基因翻译或转灵过程的技术和方法。
在肿瘤基因灭活治疗中，订要是利用反义寡核苷酸抑制或封闭某些癌基因的表达。
基因转移疗法一般分为两类：一是体细胞系基因转移，主要用于防治遗传性及非遗传性疾病；二是胚胎基因转移，用于预防遗传性疾病。
临床上，基因治疗是指体细胞基因治疗。
基因治疗基本上分为三步：①基因导入：是指把基因或含有基因的载体导入机体；②基因传递：是指基因从导入部位进入靶细胞核；③基因表达：是指细胞中治疗性基因产物的形成。
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1、基因干预技术
如何高效地向肿瘤细胞或组织递送干扰RNA
RNAi理想递送系统
① 适配体——RNAi的嵌合体。适配体能与多种目标物质 高特异性、高选择性结合 ② 稳定核酸脂质复合物（SNALPs），对脂类复合物进行 聚乙二醇（PEG）修饰使得复合物获得亲水性外层，从而 增强其在血浆中的稳定性
1、基因干预治疗
01
基因矫正
01
03
采用基因打靶技术矫正突变的抑癌基因中的突变序列
02
基因置换
将外源性的正常抑癌基因直接导入肿瘤细胞，取代突变
的抑癌基因而发挥作用，以改变肿瘤细胞的恶性表型
03
基因失活
利用基因干扰技术等抑制异常表达的癌基因或肿瘤相 关基因，降低其表达活性或使其不表达
04
基因修饰
02
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又称基因转移，是指将外源性目的基因导入癌变细胞， 通过目的基因表达产物修饰缺陷细胞，使其恢复功能或 原有功能得到加强基因型修饰是应用最广泛的一个策略。
3、免疫性基因治疗
3.1.1细胞因子基因导入免疫效应细胞
将细胞因子基因导入肿瘤浸润淋巴细胞(TILS)或肿瘤特异性杀伤细胞 ,再将
这些转基因免疫活性细胞回输入荷瘤宿主,就能选择性聚集在肿瘤组织中,产
生细胞因子,提高局部细胞因子水平,使转基因免疫活性细胞发挥较强的抗肿 瘤效应。
3. 1 .2细胞因子基因导入肿瘤细胞
1、基因的体内递送问题 基因的体内递送问题是肿瘤基因治疗研发的热 点和重要科学问题，而如何将基因安全、高效地导 入到肿瘤治疗部位是基因治疗的重要挑战。目前， 大多数的肿瘤基因治疗缺乏靶向性，只能将表达载 体导入到体表的肿瘤部位，使得治疗只能局限于一 些头颈部肿瘤，即使有部分全身给药的基因治疗方 案进入临床试验，但由于缺乏肿瘤的靶向性或存在 安全性等问题，使得基因难以安全、高效地到达肿 瘤部位，最终导致疗效不理想，甚至会产生很大的 毒性作用
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常用方法
1、基因干预技术
2、自杀基因治疗
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3、肿瘤的免疫基因治疗 4、提高化学治疗效果的辅 助基因治疗
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1、基因干预技术
（1）反义RNA技术
如何获得反义RNA： ① 体外构建反义RNA表达载体，将其导入肿瘤 细胞并表达反义RNA ② 体外合成反义RNA，将其导入靶细胞，对表 达异常的癌细胞产生抑制效应。
4、提高化学治疗效果的辅助基因治疗
4.1药物增敏基因治疗：
原理：将某些药物增敏基因导入肿瘤细胞，使其对抗肿瘤药物的敏感 性大大增加。 将鸡钙调素(CaM)基因导入小鼠 乳腺癌细胞株C127后，应用较低剂量 的长春新碱或长春碱即可抑制该细胞株的生长。其原理是，CaM基因的表达 产物作为 细胞内信号转导系统的重要物质，可明显增加肿瘤细胞对长春新 碱和长春碱的吸收量而减少排泄量，从而提高了肿瘤细胞内化学治疗药物 浓度，导致肿瘤细胞死亡。
基本步骤： ⑴ 寻找具有治疗意义的目的基因
⑵ 建立向靶细胞转移目的基因的载体系统
⑶ 目的基因在靶细胞中表达，发挥生物学效应，达到治疗目的
2、自杀基因治疗
⑴、常见的自杀基因系统
① tk-GCV系统 病毒、细菌、真核细胞中都存在胸苷激酶（HSV-tk）。甘昔洛韦(GCV) 是临床上用于治疗单纯疱疹的药物。GCV在胸苷激酶的作用下生成三磷 酸GCV，能阻断DNA合成产生细胞毒作用。 ② CD-5-FC系统 胞嘧啶脱氨酶基因(CD)存在于许多细菌和真菌中，5-氟胞嘧啶(5-FC)在 微生物体内被CD代谢 成5-氟尿嘧啶，后者有明显的抗肿瘤活性。目前 应用最广泛的是大肠杆菌的CD基因。
1、基因干预技术
RNAi 作用机制 ①病毒基因、转座子、人工转入基因等外源 基因随机整合到宿主细胞基因组内,并利用宿 主细胞进行转录时常产生一些dsRNA 。 ② siRNA在细胞内RNA解旋酶的作用下解链 成正义链和反义链,然后由反义链与胞内一些 酶( 包括内切酶、外切酶、解旋酶等) 结合形 成RNA诱导的沉默复合物 （RISC） ③此时RISC具有核酸酶的功能,能在结合部 位切割mRNA,切割位点是与siRNA中反义链 互补结合的两端。被切割后的断裂mRNA随 即降解,进而诱发宿主细胞针对这些mRNA 的降解反应
肿瘤基因治疗的基本策略和常用方法
临五1604 张湘钰 邹颖
CONTENTS
01 肿瘤基因治疗的基本 02 策略 基本方法 03 对未来肿瘤基因治疗 04 的展望
肿瘤和基因治疗的基 本概念
肿 瘤 基 因 治 疗 的 基 本 策 略 和 常 用 方 法
01
肿瘤和基因治疗 的基本概念
01 肿瘤 机体在各种 致癌因素作用下， 局部组织的某一个 隆性异常增生而形 成的异常病变。学 界一般将肿瘤分为
1、基因干预技术
反义RNA技术在基因治疗中需解决的首要问题：
① 专一性转移问题 ：如何专一性的对病灶处病变的细胞进行处 理，而不影响其它正常细胞
② 反义RNA在进入靶细胞前的降解问题：反义RNA抗RNase的 能力不强
③ 安全性问题
1、基因干预技术
受体介导反义RNA转移技术
受体介导的细胞吞噬作用：细胞膜上存在一些 专一性受体是组织或器官特异的，这些受体专一性 的与相应配体结合后，所形成的受体配体复合物就 会在细胞膜上某些特定区域富集，通过细胞吞噬作 用，实现这些配体向细胞内的转移 特点：①具有细胞、组织或器官专一性，配体 只能被一些特异的细胞吞噬 ②配体进入细胞的转移效率很高
②针对化学治疗所致的骨髓细胞造血功能受到抑制的问题，通过向肿瘤患 者的骨髓细胞导入某种耐药基因，如mdr-1等基因，以增强骨髓细胞的抗 药性，以便能耐受大剂量的化学治疗药物，以达到彻底杀灭肿瘤细胞的目 的。
04
对未来肿瘤基因 治疗的展望
04 对未来肿瘤基因治疗的展望
经过近30年的发展,基因治疗相关技术趋于成熟,若干关 键技术获得突破。因此,未来几年将是全球基因治疗产 品上市的重点时期,但基因治疗应用于恶性肿瘤等重大 疾病的治疗还面临一些挑战,展望未来基因治疗的热点 和亟待解决的科学问题还有以下几个方面
3、免疫性基因治疗
3.2.2 抗体基因治疗 原理：①抗体可以诱导特异性细胞毒反应，本身具 有一定的抗肿瘤效应，可直接作用于某些癌基因异
常表达所致的肿瘤。
曾有美国学者构建了一种编码单链抗体的载体 (PGT21)，将其转染到CerB2高表达的肿瘤细胞中， 结果发现其可以通过细胞内表达抗CerB2单链抗体， 抑制肿瘤的生长。
2、自杀基因治疗
Ⅱ、增强基因转导效率
自杀基因治疗要求转染的自杀基因要有一定的表达效率，同时能选择性的表 达于靶细胞中，从而最大限度的杀伤肿瘤细胞。目前主要的靶向方法有： ① 靶向性转导 载体携带外源基因, 在一定的反应环境中作用于靶细胞, 完成基因转移这一 过程中, 无论是载体、环境因素还是靶细胞的改变都将影响基因转导效率。 恶 性肿瘤细胞常有表面受体的异常表达或肿瘤特异性抗原表达, 将载体与肿瘤表面 特异表达、高表达受体相对应的配体或与相对应抗体相连, 将提高外源基因的转 导效率 ② 靶向性转录 基因的表达受到多层次的调控, 因此外源基因的表达调控可以通过对多个环 节进行干预来实现。在自杀基因前端接上肿瘤特异性的启动子、增强子等转录 调控元件, 可以增强外源基因 在肿瘤中的特异性表达, 以加强自杀基因对肿瘤细 胞的特异性杀伤效力, 同时可以降低它对正常细胞的毒性作用
2、基因治疗的安全性问题 安全性问题一直是基因治疗的热点问题。 1999年两例由于基因治疗引发的医疗事故引 起了人们对基因治疗安全性问题的担忧。目 前，逆转录病毒使用越来越少，更多基因治 疗方案使用安全性更高的腺病毒、腺相关病 毒等。为了提高基因治疗的安全性，各国科 学家和临床医生在不断改进技术和优化临床 试验方案
2、自杀基因治疗
⑵ 、自杀基因的转导
Ⅰ、载体技术 ① 病毒载体介导基因转移：以其高转染率和良好的靶向性成为肿瘤治疗 中应用最广泛的方法，其中包括逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒 ② 非病毒载体介导基因转移：常用的非病毒载体有脂质体及多聚阳离子 聚合物，具有低免疫、低毒性、无基因插片段大小限制等优势，但缺乏组 织的特异性和靶向性，转染效率低且易被网状内皮系统吞噬，基因表达时 间
4、提高化学治疗效果的辅助基因治疗
4.2耐药基因治疗 ①肿瘤细胞耐药性的产生与多种糖蛋白有关，包括多药耐药基因编码的P糖蛋白，多药耐药相关蛋白等。为了降低肿瘤细胞的耐药性，可以开发争 对肿瘤细胞耐药性产生机制的拮抗剂，如阻断P-糖蛋白所引发多药耐药的 戊脉安。还可以采用基因干扰技术，在基因水平阻断耐药基因的表达，使 肿瘤的多药耐药性消失。
细胞在基因水平上
失去对其生长的正 常调控，导致其克
良性和恶性两大类。
01 基因治疗
指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因 基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的，肿 瘤的基因治疗是将目的基因导入靶细胞,使其在体内 表达并发挥特定的功能,杀伤或抑制肿瘤细胞从而达 到治疗的目的
02
肿瘤基因治疗的 基本策略
3、免疫性基因治疗
基本策略： 根据免疫学的理论和技术，并结合基因
转移和基因表达调控等分子生物学方法，以激发机 体肿瘤免疫效应或提高免疫效应细胞功能为目的的 一种肿瘤基因治疗方法，主要包括： 细胞因子基因 治疗和抗体抗原基因治疗
3、免疫性基因治疗
3.1 细胞因子基因治疗 原理：细胞因子基因治疗是应用分子生物学方法 ,将与免疫 有关的细胞因子编码基因转导入肿瘤或其他免疫效应细胞 ,使 其在机体表达，分泌细胞因子或利用其基因增强肿瘤细胞的 免疫原性或机体的免疫系统功能 ,进而发挥抗肿瘤作用。
2、自杀基因治疗
基本原理：向肿瘤细胞内导入某些真核细胞中不存在的酶基因，这些基因表 达的特异性酶可以催化对真核细胞无毒或低毒的药物前提，转变为具有抑制 核酸合成效应的抗代谢药物，进而选择性的地使转染了该基因的肿瘤细胞 “自杀”。 旁观者效应：导入有自杀基因的肿瘤细胞对邻近的未导入自杀基因的肿瘤细 胞有杀伤作用。可明显扩大自杀基因对肿瘤细胞的杀伤作用