第七章 免疫学治疗概要

第七章免疫学治疗

第一节基因治疗

一、基因治疗的概述

近代医学与疾病的对抗中，尚有许多疾病直到目前仍束手无策，如癌症、爱滋病、先天性遗传病，以及老化所致机能退化等。按目前的医学发展显示，基因治疗可能是解决上述问题的重要方向。人体内的基因通常是稳定的，但也会在体内的代谢产物、各种射线或化学物质等的作用下发生突变，且突变可以遗传。基因突变实际上就是DNA分子中核苷酸种类数量和顺序的改变，导致遗传信息的改变而致病。由于癌变及遗传怀疾病等是因体内某种基因缺乏、缺陷或突变引起的，因此，对这种基因进行替代、修复和增补，就能治疗这些疾病，从而控制这些疾病的发生，故称基因治疗。

1、靶细胞和目的基因

目前较常用的基因治疗方法是将有某种功能的外源性基因转移入人体内的受体细胞（靶细胞）内，以补偿患者原来的缺陷基因的功能，即把细胞所需要的基因从外引入，与适当的载体重新组合在一起，转移入靶细胞内进行治病。基因治疗首先要选择靶细胞和目的基因。目前研究和应用得最多的是人体骨髓干细胞、淋巴细胞、血管内皮细胞和成纤维细胞等，由于骨髓细胞不仅符合以上条件，且许多疾病的发生与之有关，所以是较理想的靶细胞。目的基因则是能弥补、替代缺损基因的外源性正常基因，将目的基因引入靶细胞内，进行基因重组，取代突变基因，新的基因组即可执行正常的功能，从而达到治病的目的。

2、基因转移的载体

目前认为腺病毒做载体更具优越性。腺病毒是一种dNA双链无包膜病毒，基因组dNA 约36KD，可编码14种蛋白质。该病毒有以下优点：①对人类安全，无致畸、致病及致癌性；②对分裂细胞及颈癌细胞株的转染效率达到90%～100%；③腺病毒感染细胞时dNA 不整合到宿主细胞染色体中。因而无潜在激活原癌基因或使抑癌基因失活的危险；④腺病毒容易制备、纯化和浓缩，可达到较高滴度；⑤腺病毒载体可插入7.5kb的外原基因，容量较大，所以目前国外多用复制缺陷的腺病毒为载体介导p53基因转移。

3、基因转移的方式

目的基因成功转移入靶细胞是基因治疗最重要的环节。目前肿瘤基因治疗方式可分为间接体内（回体法）(ex vivo)和直接体内（in vivo）两种。所谓间接体内（回体法）就是将靶细胞由患者体内取出，于体外完成基因转移后再回输患者体内，此种方法的优点为靶细胞明确、转染效率高；而直接体内是将目的基因插入载体，经修饰后直接注入肿瘤部位或通过血液循环注入体内，在体内完成向靶细胞的基因转移，具有一定盲目性,转染效率低，但较前者简便、费用低，已被越来越多的临床研究所选用。

1990年七八月间美国批准了首例临床基因治疗，在几千种遗传病中精选出因腺苷脱氨酶缺陷引起的严重免疫缺陷综合症作为基因治疗首选疾病，因对突变的校正或功能补偿可产生显著疗效且在骨髓移植中已发现DNA正常的单一T细胞可用于治疗且有生长优势。受治患儿为4岁女孩，于1990年9月14日开始接受白细胞透入，用梯度分离患儿离体血细胞得到单核细胞，培养这些细胞并刺激T淋巴细胞分化，与携带正常ADA基因和NEO基因的载体共培养数日，然后将T细胞输回患儿体内。受治患儿在其后的10个半月中共接受7次自体细胞输注，患儿免疫功能增强，临床症状改善。ADA基因校正的T细胞相当于正常人的20-25％，其后六个半月未接受基因治疗，然后三至五个月接受一次基因治疗。1991年1月起第二例患儿（9岁女孩）接受同样基因治疗并取得类似疗效。两例患儿在接受基因治疗

奏效后较少感染，从密闭环境转人正常人生活，并均已入学。

自从1990年开始了基因治疗的临床试用以后，目前整个世界范围已有2100余病例试用基因治疗各种类型的疾病，如病毒感染（AIDS）、单基因缺陷疾病、肾上腺脑白质营养不良等。但大多数是试用于癌症的治疗。重点为：（1）化学基因治疗，导入对化学疗剂敏感的基因；（2）免疫基因治疗，涉及病人免疫应答能力的调节；（3）肿瘤抑制基因；（4）肿瘤生长和侵袭力的控制，如阻止血管生成。

二、癌症的基因治疗

1、化学基因疗法

化学疗法是向肿瘤细胞导入自杀基因，这些基因能编码一些使对肿瘤细胞原本无害的物质（原药）转变成为对肿瘤细胞有害的酶类，这种疗法的使用可以避免通常所用化疗时所见的一些全身性副作用。目前最常用的是单纯疱疹病毒胸苷激酶（herpes simplex thymidine kinase, HSV-tk）基因。Tk基因表达产物为一种酶，此酶可使9-（1，3-二羟-2-丙氧甲基）鸟苷（ganciclovir，GCV）磷酸化。单磷酸化的GCV在细胞内转换成三磷酸形式，掺入分裂细胞的DNA中，抑制DNA的合成，从而破坏肿瘤细胞，故又称为病毒介导的酶促前药物激活法（virus-directed enzyme prodrug therapy, VDEPT）。

TNF能下调多种耐药性基因（mdr）的表达，从而使肿瘤细胞发生化学致敏作用（chemosensitization）。这一作用作为癌症的基因治疗和化学治疗联合疗法的基础。

2、免疫基因治疗

由于在肿瘤的发生发展过程中存在着机体免疫系统对肿瘤细胞的免疫耐受状态，而这种状态可能源于肿瘤细胞本身的免疫性不强（如MHC表达不足），也可源于抗原递呈细胞（APC）不能提供足够的共刺激信号（如B7），或者机体免疫因子分泌不足等。因此可以通过以下三种方法纠正机体肿瘤免疫的耐受状态。

(1)、将某些细胞因子（如IL-2、IL-4、IL-1、IL-6、IL-7、IL-12、INF-γ、TNF-α、G-CSF、GM-CSF等）的基因转染到机体免疫细胞（如TIL、LAK细胞及细胞毒淋巴细胞）中，以提高机体免疫系统对肿瘤细胞的识别和反应能力，这实质上是免疫治疗加上基因转染技术。这些细胞因子的基因治疗在一定程度上克服了细胞因子注射疗法需反复多次应用、副作用严重等缺点，疗效也有提高。肿瘤免疫细胞因子基因治疗因其简单、有效、安全，已成为肿瘤免疫基因治疗研究的最常用方法。

（2）由于肿瘤细胞存在功能性MHC I类抗原和（或）共刺激信号表达不足，可以将一些与免疫识别有关的基因（如HLA、B7等）转染到体外培养的肿瘤细胞，经照射后再植入肿瘤患者体内；或者将表达HLA-B7的病毒载体或质粒DNA与脂质体复合物直接注射到瘤体内，以增强肿瘤细胞对机体免疫系统的免疫原性，诱导宿主的免疫反应。

（3）制备肿瘤DNA瘤苗，即将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可以激发机体对编码抗原的免疫反应。如应用癌胚抗原（CEA）制备的肿瘤DNA 瘤苗在实验中显示出一定的效果。

对细胞裂解性T细胞的直接活化或通过其活化调节物的间接活化是很多基因治疗的研究重心。

3、自杀基因疗法

将某些细菌及病毒中特有的药物敏感基因转导入肿瘤细胞，使肿瘤细胞产生某些酶类，将原来无毒的抗病毒药物或化疗前体药物代谢转化成细胞毒性产物而杀伤宿主细胞，这种使肿瘤细胞自杀的基因称为自杀基因。目前肿瘤基因治疗中广泛应用并举有较好临床前景的自杀基因主要有：单纯疱疹病毒胸苷激酶基因（HSV-tk）和细菌胞嘧啶脱氨酶基因（CD）。如Nagy等利用HSV1-tk重组逆转录病毒质粒实验发现HSV1-tk基因转导的结肠癌细胞和肝癌细胞对GCV（丙氧鸟苷）毒性反应的敏感性较其亲本细胞高1000倍。