基因工程课程论文

基因治疗在传染病防治中的应用研究进展

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[摘要] 传染病是目前人类所面临的一类重大疾病，在某些疾病状态下，人类还未寻找到理想的治疗方法，如病毒感染等。现代基因治疗是一种应用基因工程技术和分子遗传学原理，对人类疾病进行治疗的新疗法。主要是指对致病基因的修正和基因增强及采用外源性细胞因子基因、核酶、基因药物进行疾病治疗的方法。经过几十多年的发展，技术逐步走向成熟，在传染性疾病的防治中显示了重大的临床应用前景。传染性疾病的基因治疗包括：基因疫苗、RNA干扰、胞内抗体、淋巴基因表达等。

[关键词] 基因疫苗 RNA干扰胞内抗体淋巴基因表达

1.现状

1.1 我国传染病现状 21世纪人类依然面临着传染病的挑战首先，是新发传染病的挑战。就全球而言，艾滋病是当前首恶，因其主要通过血液、吸毒、性行为传播，潜伏期长、隐袭性强、控制难度大；特别是妇女感染率高且可以垂直传播，严重危害儿童的身体健康。由于其病毒极易发生变异，所以到目前为止疫苗仍在试验阶段，缺乏理想的特效药物，免疫损伤治疗难度大，以致非洲个别国家感染人数达其全国人口的一半。我国2003年比2002年发病率上升44．39％，人类免疫缺陷病毒检出率提高了55％。2004新年伊始在东北亚韩国、日本及东南亚越南、泰国、柬埔寨以及中国和美国部分地区禽流感暴发，导致大量家禽死亡，同时H5N1病毒在人群感染使20多人丧命，又一

次引起全球震惊。更有严重者，引起疯牛病(在人类称为克雅克病)的朊毒蛋白对煮沸等常用消毒方法不起作用，疾病潜伏期长，病死率高达100％。这两种传染病不但对人类健康造成了威胁，而且给人的两种主要食物——牛肉、禽肉的供应造成困难。由于人与动物关系的密切，气候的变化，以及化学物质的广泛应用，微生物发生变异导致新的传染病，甚至恐怖主义制作生物武器，人类势必将面临更多的新的挑战。其次，老的传染病对人类健康的影响同样不容忽视。以2002年为例，WHO统计全球发生各类传染病共计356 824 000例次，占各病种总发病数的23．9％，位居第一，死亡共11 122 000例，占19．5％，仅次于心血管病⋯。这说明就全球而言，特别是发展中国家，传染病不可忽视。据中国疾病预防控制中心报道，我国传染病同年发病2 320 764例，死亡4520例，病死率0．0195％，均远低于全球平均水平。但近年除新发传染病外，传统性传染病一些情况值得我们注意：(1)发病数和发病率：我国2002年全国传染病报告发病数2 440 588例次，发病率比2001年下降了5．74％，而2003年发病数2 591 512例次，发病率比2002年上升5．45％。(2)死亡例数和病死率：从死亡人数看，2002年死亡4520例，比前一年死亡3576例增加了26．4％，且2003年比2002年同期又上升了17．43％，增加了1280例。2003年死亡人数中死于SARS者349例，狂犬病1980例，且后者比2002年增加821例，高于SARS。(3)病种分布：2002年和2003年发病数居前3位的均是病毒性肝炎、结核与细菌性痢疾，死亡人数居前3位的是狂犬病、肺结核及病毒性肝炎，其中乙型病毒性肝炎及结核无论发病率及死亡数均居前3位。乙型肝炎疗效有限，加上慢性化、肝硬化及部分发生肝癌呈链式发展，危害人民健康。同样，最老的传染病结核主要由于耐药增加近年全球复燃，我国亦面临结核的严重挑战。2003年其余死亡数位居前

10位的其他传染病还有新生儿破伤风、艾滋病、乙型脑炎、SARS、细菌性痢疾、出血热、流行性脑脊髓膜炎。其中除SARS及艾滋病外，均是老的传染病控制不力出现反复。儿童传染病死亡原因以破伤风、中毒性菌痢、麻疹与流行性脑膜脊髓炎为主，说明传染病主要危害儿童的特点，影响了国家优生优育的大计[3]。

1.2 基因治疗研究现状

1.2.1 多种疾病的基因治疗目前，基因治疗的范围已从过去罕见的单基因疾病扩大至常见的单基因疾病和多基因疾病。遗传性疾病的基因治疗多数属于单基因缺陷所引起的疾病的基因治疗。Fang等以腺病毒为载体，靶向肝细胞对苯丙氨酸羟化酶(PAH)缺陷症小鼠模型进行了研究，结果表明小鼠的伤寒表型症状得到明显改善。而un等则通过反转录状病童T淋巴细胞中苯丙氨酸羟化酶(PAH)活性的改变状况。恶性肿瘤的基因治疗已进行了大量的预备性实验，美国科学家构建了重组的TIL(肿瘤浸润淋巴细胞)，能表达100倍于正常水平的TNF并应用于黑色素瘤的临床治疗。另外，用表达IL-2、IFN．2和IL广1的TIL治疗神经母细胞瘤及白等的研究工作也已见报道；还有应用反转录病毒将毒素基因(蓖麻毒素和脊髓灰质炎病毒素中所含的一种蛋白酶的基因)导人癌细胞内，只在靶细胞内表达毒素并发挥杀伤作用，但对其他细胞毒性较低。对于艾滋病等传染类基因疾病，有研究将HIV LTR3’、5’寡腺苷酸合成酶杂合基因转染HeLa．T4+细胞。结果表明：经修饰的带有CD4受体的细胞具有抗HIV感染的作用。还有将编码可使艾滋病毒HIV RNA降解的核酶基因转染人淋巴细胞，从而抑制HIV的传播。

1.2.2 多种药物的基因治疗随着对基因治疗机制本身的不断深人探讨，用于基因治疗的药物形式也不断创新。基于三链DNA形成脱氧寡核苷酸('rro)

的反基因技术能够通过阻止基因转录和DNA复制而达到治疗目的。Cohen等曾用此技术抑制淋巴瘤的bc1．2基因，而Noonberg等以此对乳腺癌的HER2基因进行了相应的探索。基因治疗从传统意义上的DNA治疗扩展至RNA水平。有治疗作用的目的基因的mRNA已用作体内、体外基因治疗的研究。Nair等Is J 从肿瘤细胞或活组织分离出mRNA，以其对自身提呈抗原的树突细胞进行转染，最终表达出了初始癌抗原(CEA)一T淋巴细胞特异性细胞毒素。Thierry 等采用体外转录的方式，以GFP为报告基因，研究了mRNA在人脐静脉内皮细胞(HUVEC)、鼠黑色素瘤细胞B16．F10、人海拉细胞(子宫颈癌组织细胞株HeLa)、鼠成纤维细胞Ratl等不同细胞系中的表达状况，同时还探讨了不同转染试剂对转染效果的影响，并以蜂毒素肽介导并提高了mRNA的转染效率。

1.2.3 多种途径的基因治疗在探讨不同疾病的发病机制、尝试不同基因药物，进行基因治疗的同时，有研究者对基因治疗的新方法新途径进行了大胆的探索。斯坦福大学研究组采用转座子作为基因载体，在患有血友病的小鼠模型上，将来自鱼的一种编码转座酶的基因与宿主染色体上的凝血因子Ⅸ基因相连接，使小鼠的血液凝结状况大大改善。基因枪法被证明能够介导外源基因快速进人靶器官。Takuji等利用基因枪将成骨蛋白．1基因转入椎间盘细胞中并使其获得有效表达。Weiss等利用基因枪将包裹的细菌疏螺旋体OspC蛋白基因打人Balb／c小鼠体内，介导了Th2反应，并与注射方式进行比较，发现基因枪只介导Th2反应而非Thl反应的原因并非是由于相比注射方式其所输送的DNA数量太少，于CpG的临界浓度所致。利用消化道大量的黏膜表面以及其中所含有丰富的免疫介导组织，以口服的方式将具有治疗或免疫作用的目的基因1199运送到靶器官已成为基因治疗领域研究的热点。在以腺病毒为载体对肠上皮细胞进行转导的研究中，During等Luj将带有lacZ基因的