生物人教版高中选修3 现代生物科技专题基因治疗中的几个问题

基因治疗中的几个问题

1 基因治疗只能治疗遗传病吗？

人教版选修三介绍了两种遗传病的基因治疗，基因治疗是遗传病从根本上进行治疗的唯一途径。实际上，人类的疾病除外伤以外，几乎都与基因有关，所以，除了遗传病，肿瘤、神经性疾病、心血管疾病、自身免疫病、感染性疾病、眼病、糖尿病也是基因治疗的对象。比如，针对肿瘤的治疗办法：可将细胞因子基因导入抗肿瘤的免疫效应细胞中，提高局部的细胞因子浓度，使其抗肿瘤活性提高，从而更有效地激活肿瘤局部及周围的抗肿瘤免疫功能；通过向肿瘤细胞导入某种基因，以暴露其隐藏的特异抗原，再经免疫系统消灭；将来自病毒、细菌的自杀基因（胸苷激酶基因）导入肿瘤细胞，使其对一些核苷酸类似物高度敏感而死亡；通过基因药物抑制血管内皮细胞的生长，切断肿瘤生长所需营养，使肿瘤饥饿死亡等等。

2 基因治疗有基因替换吗？

基因治疗的策略主要有：①补充策略，即通过导入的基因成功表达出患者体内因基因缺陷不足的蛋白质。这就好比修路，路坏在何处不重要，也不去修复，而是另辟蹊径，重新修一条类似的公路替代。所谓条条大道通罗马，即不理会原来的缺陷基因，将人体正常基因添加到患者细胞内，发挥作用纠正和抵抗疾病的功能，如血友病基因治疗就是针对凝血因子缺陷，而补充外源的正常的凝血因子基因。②纠正策略，即纠正缺陷基因，进行定点修复，这是从根本上寻找出疾病之源，是最为理想的策略。好比路坏了，对出现故障的路面进行原位修复，使之恢复通行。对于基因治疗而言，就是导入正常基因置换体内缺陷基因或原位修补缺陷基因使之成为正常基因。不过这种方法虽然理想，但目前实施的条件还不成熟，因为难度很大。如镰刀型贫血，只能准确无误在体外纠正人红细胞β－珠蛋白基因第6密码子突变。③限制策略，即采用调控基因表达实现抑制某些有害基因的表达，来恢复人体正常的调控网络。④无中生有策略，即采用其他生物的基因或者开放人类本已经关闭的基因来治病。前者如肿瘤治疗中的自杀基因，后者如地中海贫血的基因治疗。

3 人类历史上第一次基因治疗临床试验成功了吗？

1990年9月14日，年仅4岁的女孩阿尚蒂接受了人类历史上第一次基因治疗临床试验。她患有一种严重的复合型免疫功能缺乏症，这是一类致命性遗传性疾病，凡是严重影响T淋巴细胞功能的基因缺陷都可能导致该病的产生。如果不加治疗，患者在1～2年必死无疑。尽管只能生活在无菌室里，大部分患儿还是免不了死神的威胁。因此，患有这种疾病的小孩被称为“泡泡婴儿”。不幸的阿尚蒂就是由于先天性基因缺陷缺乏腺苷脱氨酶而患此病，这种病因在此病中占1／4。由于该酶的缺陷，人体细胞内脱氧腺苷大量积累，导致T淋巴细胞的中毒死亡，免疫系统基本上被破坏。这种情况类似于艾滋病患者晚期，很容易感染死亡。整天生活在无菌室的小女孩，还必须依赖没完没了的外源腺苷脱氨酶的体外注射。可是，这种治疗效果很低，而且频繁的输注、昂贵的价格、潜在的病毒危害、免疫反应让阿尚蒂的生命看不到明天的希望。虽然，骨髓移植也是一种可能的治疗方案，但是没有配型合适的供体，而且危险性很大。

医生和科学家从阿尚蒂身上抽血，从中分离出少量的T淋巴细胞，在体外进行生长和扩增，通过一种改造的反转录病毒将正常的腺苷脱氨酶基因转移进去。虽然，这种方法并没有修复缺陷的基因，但是可以代偿性表达原来基因缺陷，使得

不少淋巴细胞可以大量表达腺苷脱氨酶。在从阿尚蒂身上取血培养一个半星期后，这种改造过的能够正常表达腺苷脱氨酶的淋巴细胞通过常规的静脉缓缓地输回到女孩的血液中。

基因手术结束后，女孩一切体征正常。之后，又接受了11次约1011个基因改造的淋巴细胞回输。1个月后，女孩体内的正常T细胞数量上升。经细胞功能分析发现其T细胞已经能够生产腺苷脱氨酶。虽然这些酶数量有限，只有正常值的20％，但是，T细胞得救了，女孩也能够产生抗体并杀死被病毒感染的细胞，具有了一定的免疫功能。

就这样，阿尚蒂彻底告别了与世隔绝的无菌室，走进了灿烂的世界里，与其他小朋友一起游戏，拥有了幸福的童年，不幸的阿尚蒂又是幸运的。

4 基因治疗相对传统的疾病治疗有什么优势？

传统的治疗手段无非是吃药、打针、开刀动手术，都存在一些不尽人意之处。比如手术有皮肉之苦，还会给患者造成很大的心理压力或健康威胁，吃药、打针比较烦琐。

传统治疗的药物来自体外工厂，属于外源性药物，对体内干扰大，有一定的毒副作用；半衰期短，容易降解，需要及时补充给药；研制成本、生产成本、固定资产投资较高，需要大量原料、能源和车间、成套设备等。基因治疗则完全不同，它将相关基因直接导入人体，在人体内表达产生蛋白质，就是把生产基因工程药物的“基因药厂”直接建设在人体内，既不需要原料、工厂、设备和能源，也不需进行蛋白表达产物的分离纯化，并且还可以根据病情自行调控，解决了基因工程药物毒副作用和半衰期的问题。比如，科学家研制的调控性血管内皮生长因子基因植入人体后，在体内缺血、缺氧的时候可以表达蛋白质，在缺氧恢复后即可减少和停止蛋白质的产生。糖尿病治疗用的胰岛素基因能够根据体内血糖浓度的变化而调节胰岛素的生产。

由此可见，基因治疗是一种简便、生理、经济、安全、长效的新型治疗方法，它完全超越了以往建造大型制药厂的观念，充分挖掘人体潜力，使人体组织细胞成为可供利用的资源，变成一个天然的医药工厂。这是对传统药物的巨大挑战，也是21世纪生物技术和医药工业的重要产业，具有巨大的发展潜力和应用前景。