生命的奥秘8基因治疗ppt课件
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Bubble boy : David Vetter(1971-1984)
住在休斯敦的得州儿童医院隔 离泡泡里。
梦
六岁时第一次走出了泡泡。
隔着泡泡上课。
David 和他姐姐Katherine
7
SCID
T, B淋巴细胞缺陷
ADA缺失
成熟的 B 细胞
成熟的T 细胞
8
ADA缺陷→ →脱氧腺嘌呤核苷酸代谢受阻
1980年，人β地中海贫血患者的基因治疗，没取得好疗 效，也无不良反应。
1989年，首个获批基因治疗， 将细菌新霉素抗性基因neoR 导入肿瘤浸润的淋巴细胞， 回输患者体内， 细胞存活了两个月。
肿瘤浸润的淋巴细胞（TIL, tumor infiltrating lymphocyte）
18
2. 狂热期：1990年-1995年
末端倒转重复序列
Wilson
剔除E1,E3, 降低腺病毒的抗原性
第二代腺病毒载体的出现
24
第三代 腺病毒相关表达载体
穿梭 载体
腺病毒 DNA
重组的 腺病毒
在工程菌中，基因同源重组合成重组腺病毒载体 在HEK293 细胞中重组载体包装为病毒
25
世界首个上市的基因治疗产品
4
“bubble boy”
5Baidu Nhomakorabea
基因治疗案例分析 成功案例
第一例正式批准的基因治疗：先天性腺苷脱氨酶 （adenosine deaminase , ADA）缺乏症
基因缺陷
严重联合免疫缺陷症 (Severe Combined Immunodeficiency, SCID)
常染色体隐性遗传病
6
SCID患者
→ dATP↑ATP ↑ → 抑制核糖核苷还原酶活性
→ 阻止DNA复制和修复 → T、B淋 巴细胞增殖障碍。
9
第一例成功的基因治疗
1990年9月14日
人 ADA基因 逆转录 自体白细胞
病毒载体
Moloney murine leukemia virus
美国国家心肺和血液研究所
患SCID 的4岁女孩
Ashanti De Silva
③ 治疗基因体内表达无需 精确调控，表达产物过 多无害；
④ 外源基因的细胞，能自 然消减，不成瘤，不产 生额外病毒。
15
体细胞 (somatic cell)基因治疗 只限某一体细胞的基因的改变 只限于某个体的当代 生殖细胞 (germ line)基因治疗
对缺陷的生殖细胞进行矫正 当代及子代
病毒载体
患血友病 B 的 9岁和14岁男孩
研究结果：血中凝血因子 IX 水平升高，症状缓解 评价：中国第一例成功的基因治疗，是世界第二例
21
3. 理性期：1996年-至今
1995年评估，100多项基因治疗中，仅有几项 确证有疗效。
多角度对基因治疗进行全面的研究。
22
载体的安全性
1999年9月
动脉注射
1）血液中单个核细胞的分离。 2）单个核细胞体外培养增殖。 3）载体介导外源基因转染T细胞； 4）将转染细胞回输给患儿体内。
12
为什么选择ADA缺陷症？
发病机理明确 单个基因缺陷引起的疾病； 基因表达调控简单； 基因过量表达无害，低表达也能足以治愈SCID。
13
一、基因治疗的基本概念
长期影响不明，且涉及伦理学问题
16
二、基因治疗的发展历程
1. 准备期（1980年-1989年） 2. 狂热期（1990年-1995年） 3. 理性期（1996年至今）
“改变基因缺损：医疗美好前景” ——N. Engl. J. Med (1968)
Michael Blaese
17
1. 准备期：1980年-1989年
狂热期，在短短的几年内有100多个方案获得批准 进入临床试验。 1991年，我国首例基因治疗B型血友病获得成功。
20
中国第一例基因治疗
血友病B，即因子Ⅸ缺乏症， X性染色体隐性遗传疾病
1991年12月 上海
薛京伦教授 复旦大学遗传学研究所 & 长海医院
人凝血因子
皮肤成
IX基因
逆转录 纤维细胞
ADA恢复至正常水平 的 5%-10%
维持免疫系统 改善症状
William F. Anderson Michael Blaese Kenneth Culver
10
Ashanti De Silva
Bubble girl 离开无菌仓
6岁照片
2007年 Ashanti De Silva 21岁，仍生存良好
1
基因治疗
失明的基因治疗
2
内容
一． 基因治疗的基本概念 二． 基因治疗的发展历程 三． 基因治疗的策略 四． 基因治疗的流程 五．基因治疗的应用
3
基因：编码蛋白质和RNA的DNA序列。
人类 30 亿对碱基 (98％调控序列, 2％信息序列)
基因组学
约 3 万个 基因
蛋白质组学
约 20 万种 蛋白质
鸟氨酸甲酰基转移酶 至肝脏
基因
腺病毒载体
Jesse Gelsinger
患OTC缺陷病的 18 岁男孩
University of Pennsylvania
腺病毒引起强烈免疫反应，患者 4 天后死亡。
鸟氨酸甲酰基转移酶缺乏症是一种X连锁隐性遗 传的尿素循环疾病，氨中毒。
23
腺病毒基因组结构与载体改造
E1：病毒复制、包装、反应，强细胞毒性 E2：DNA 复制， E3:对抗宿主。ψ 包装信号，ITR
1991年，另一位SCID的11岁女孩 Cindy Kisik，接受了完全相同的基 因治疗，取得成功。
2013年，DeSilva（左）/Kisik（右） 和Blaese医生的合影。
11
ADA缺乏的基因治疗策略和步骤
策略：将淋巴细胞ADA酶恢复至正常的5-10%， 维持免疫系统功能，改善病人症状。
步骤
基因治疗：把基因转移到患者体内，使其发挥作 用，以达到治疗疾病目的。 经典的：指正常的基因整合入细胞基因组，
校正或置换致病基因的一种治疗方法。 广义的：改变基因的结构与功能，
以达到治疗疾病目的的方法。
14
① “隐性”遗传的疾病， 导入正常基因即可纠正 缺陷；
② 正常基因已克隆，能表 达有功能的产物；
1990年9月——SCID患者 首例成功的基因治疗 Ashanti De Silva，显微注射ADA基因到淋 巴细胞后再输回患者体内，四年后测得获得 了正常人1/4的免疫球蛋白。
1999年第1个获基因治疗的德 谢尔瓦13岁。
19
法国巴黎奈克儿童医院的费舍尔博士与卡波博士也 对两例先天性免疫功能不全的患儿成功地进行了基 因治疗。
住在休斯敦的得州儿童医院隔 离泡泡里。
梦
六岁时第一次走出了泡泡。
隔着泡泡上课。
David 和他姐姐Katherine
7
SCID
T, B淋巴细胞缺陷
ADA缺失
成熟的 B 细胞
成熟的T 细胞
8
ADA缺陷→ →脱氧腺嘌呤核苷酸代谢受阻
1980年，人β地中海贫血患者的基因治疗，没取得好疗 效，也无不良反应。
1989年，首个获批基因治疗， 将细菌新霉素抗性基因neoR 导入肿瘤浸润的淋巴细胞， 回输患者体内， 细胞存活了两个月。
肿瘤浸润的淋巴细胞（TIL, tumor infiltrating lymphocyte）
18
2. 狂热期：1990年-1995年
末端倒转重复序列
Wilson
剔除E1,E3, 降低腺病毒的抗原性
第二代腺病毒载体的出现
24
第三代 腺病毒相关表达载体
穿梭 载体
腺病毒 DNA
重组的 腺病毒
在工程菌中，基因同源重组合成重组腺病毒载体 在HEK293 细胞中重组载体包装为病毒
25
世界首个上市的基因治疗产品
4
“bubble boy”
5Baidu Nhomakorabea
基因治疗案例分析 成功案例
第一例正式批准的基因治疗：先天性腺苷脱氨酶 （adenosine deaminase , ADA）缺乏症
基因缺陷
严重联合免疫缺陷症 (Severe Combined Immunodeficiency, SCID)
常染色体隐性遗传病
6
SCID患者
→ dATP↑ATP ↑ → 抑制核糖核苷还原酶活性
→ 阻止DNA复制和修复 → T、B淋 巴细胞增殖障碍。
9
第一例成功的基因治疗
1990年9月14日
人 ADA基因 逆转录 自体白细胞
病毒载体
Moloney murine leukemia virus
美国国家心肺和血液研究所
患SCID 的4岁女孩
Ashanti De Silva
③ 治疗基因体内表达无需 精确调控，表达产物过 多无害；
④ 外源基因的细胞，能自 然消减，不成瘤，不产 生额外病毒。
15
体细胞 (somatic cell)基因治疗 只限某一体细胞的基因的改变 只限于某个体的当代 生殖细胞 (germ line)基因治疗
对缺陷的生殖细胞进行矫正 当代及子代
病毒载体
患血友病 B 的 9岁和14岁男孩
研究结果：血中凝血因子 IX 水平升高，症状缓解 评价：中国第一例成功的基因治疗，是世界第二例
21
3. 理性期：1996年-至今
1995年评估，100多项基因治疗中，仅有几项 确证有疗效。
多角度对基因治疗进行全面的研究。
22
载体的安全性
1999年9月
动脉注射
1）血液中单个核细胞的分离。 2）单个核细胞体外培养增殖。 3）载体介导外源基因转染T细胞； 4）将转染细胞回输给患儿体内。
12
为什么选择ADA缺陷症？
发病机理明确 单个基因缺陷引起的疾病； 基因表达调控简单； 基因过量表达无害，低表达也能足以治愈SCID。
13
一、基因治疗的基本概念
长期影响不明，且涉及伦理学问题
16
二、基因治疗的发展历程
1. 准备期（1980年-1989年） 2. 狂热期（1990年-1995年） 3. 理性期（1996年至今）
“改变基因缺损：医疗美好前景” ——N. Engl. J. Med (1968)
Michael Blaese
17
1. 准备期：1980年-1989年
狂热期，在短短的几年内有100多个方案获得批准 进入临床试验。 1991年，我国首例基因治疗B型血友病获得成功。
20
中国第一例基因治疗
血友病B，即因子Ⅸ缺乏症， X性染色体隐性遗传疾病
1991年12月 上海
薛京伦教授 复旦大学遗传学研究所 & 长海医院
人凝血因子
皮肤成
IX基因
逆转录 纤维细胞
ADA恢复至正常水平 的 5%-10%
维持免疫系统 改善症状
William F. Anderson Michael Blaese Kenneth Culver
10
Ashanti De Silva
Bubble girl 离开无菌仓
6岁照片
2007年 Ashanti De Silva 21岁，仍生存良好
1
基因治疗
失明的基因治疗
2
内容
一． 基因治疗的基本概念 二． 基因治疗的发展历程 三． 基因治疗的策略 四． 基因治疗的流程 五．基因治疗的应用
3
基因：编码蛋白质和RNA的DNA序列。
人类 30 亿对碱基 (98％调控序列, 2％信息序列)
基因组学
约 3 万个 基因
蛋白质组学
约 20 万种 蛋白质
鸟氨酸甲酰基转移酶 至肝脏
基因
腺病毒载体
Jesse Gelsinger
患OTC缺陷病的 18 岁男孩
University of Pennsylvania
腺病毒引起强烈免疫反应，患者 4 天后死亡。
鸟氨酸甲酰基转移酶缺乏症是一种X连锁隐性遗 传的尿素循环疾病，氨中毒。
23
腺病毒基因组结构与载体改造
E1：病毒复制、包装、反应，强细胞毒性 E2：DNA 复制， E3:对抗宿主。ψ 包装信号，ITR
1991年，另一位SCID的11岁女孩 Cindy Kisik，接受了完全相同的基 因治疗，取得成功。
2013年，DeSilva（左）/Kisik（右） 和Blaese医生的合影。
11
ADA缺乏的基因治疗策略和步骤
策略：将淋巴细胞ADA酶恢复至正常的5-10%， 维持免疫系统功能，改善病人症状。
步骤
基因治疗：把基因转移到患者体内，使其发挥作 用，以达到治疗疾病目的。 经典的：指正常的基因整合入细胞基因组，
校正或置换致病基因的一种治疗方法。 广义的：改变基因的结构与功能，
以达到治疗疾病目的的方法。
14
① “隐性”遗传的疾病， 导入正常基因即可纠正 缺陷；
② 正常基因已克隆，能表 达有功能的产物；
1990年9月——SCID患者 首例成功的基因治疗 Ashanti De Silva，显微注射ADA基因到淋 巴细胞后再输回患者体内，四年后测得获得 了正常人1/4的免疫球蛋白。
1999年第1个获基因治疗的德 谢尔瓦13岁。
19
法国巴黎奈克儿童医院的费舍尔博士与卡波博士也 对两例先天性免疫功能不全的患儿成功地进行了基 因治疗。