基因治疗的现状及策略

北京师范大学珠海分校《分子生物学与基因工程》综述

题目：基因治疗的现状及策略

姓名杨意意

学号**********

院系工程技术

专业生物技术

年级11生物3班

指导教师李志鹏

2013年6 月8 日

基因治疗的现状及策略

摘要

随着科技的进步，基因工程得到了很大的发展，而基因治疗也越来越受到人们的关注。基因治疗的研究历史已有很长一段时间，但是以目前的技术，还有一些问题尚需解决。本文通过查阅资料，对基因治疗目前的现状进行阐述和总结，并分析了一些主要面对的问题和解决问题的策略。

关键词：基因治疗；载体；靶细胞

Abstract

With advances in technology, genetic engineering has been a great development, and gene therapy are also more and more people's attention. Gene therapy study of history has been a very long time, but with current technology, there are some problems to be solved. In this paper, access to information, the current status of gene therapy elaborate and summarize, and analyze some of the major problems encountered and problem-solving strategies.

Key words：Gene therapy；Vector；Target cell

1.基因治疗的概述

基因治疗技术目前还是一个较为年轻的技术，是生物学和医学相结合的一个新的研究领域。是基因工程的一种新方向。

1.1基因治疗的定义

基因治疗是指通过基因水平的技术操作向靶细胞插入正常功能的基因或有治疗作用的DNA序列，纠正或补偿致病基因所产生的缺陷，从而达到治疗的目的。是一种基因水平的生物医学高技术[1]。

1.2基因治疗的步骤及方法

1.2.1基因治疗的步骤

（1）特异性外源基因的获得

即保持基因结构的完整性，利用分子生物学手段分离与克隆目标基因，如酶切法，逆转录法等[2]。

（2）靶细胞的分离与体外培养

靶细胞是指接受外源基因的细胞，来源于被治疗对象。基因治疗实施过程中从被治疗对象体内提取合适的靶细胞进行体外培养、增殖，以获得足够的靶细胞来接受外源基因。

（3）目的基因的导入

选取适当的基因转移方法，经外源基因转移到受体细胞核内，使其在染色体上整合或称为不整合的游离基因。

（4）目的基因的表达与调控

目的基因的表达是基因治疗的关键之一。为此，可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。在重组病毒上连接启动子或增强子等基因

表达的控制信号，使整合在宿主基因组中的新基因高效表达，产生所需的某种蛋白质[3]。

1.2.2基因治疗的方法

基因治疗常用方法有 2 种, 即体内疗法和体外疗法, 而主要的方法是体外基因治疗, 即在体外用基因转染病人靶细胞, 然后将经转染的靶细胞输入病人体内, 最终给予病人的疗效物质是基因修饰的细胞, 而不是基因药物。体内疗法是将外源基因导人受体体内有关的器官组织和细胞内, 以达到治疗的目的。这些基因药物可以是完整基因, 也可以是基因片段( 包括DNA 或RNA) ; 可以是替代治疗, 也可以是抑制性治疗( 包括DNA 转录水平和mRNA 翻译水平) 。基因药物不但可用于治疗疾病, 而且可用于预防疾病。这类基因药物疗法简单易行, 发展迅速, 新型基因药物也不断产生。

1.2.3基因治疗分类

（1）基因修正

导入的外源基因通过同源重组，特异性原位修复基因缺陷，这种情况下受体内的基因组不发生改变。

（2）基因置换

指用正常的基因通过同源重组技术，原位替换致病基因，使细胞内的DNA 完全恢复正常状态。

（3）基因增补

把正常基因导入体细胞，通过基因的非定点整合使其表达，以补偿缺陷基因的功能，或使原有基因的功能得到增强，但致病基因本身并未除去。

（4）基因失活

将特定的反义核酸(反义RNA、反义DNA)和核酶导入细胞，在转录和翻译水平阻断某些基因的异常表达，而实现治疗的目的。

（5）“自杀基因”

在某些病毒或细菌中的某基因可产生一种酶，它可将原无细胞毒或低毒药物前体转化为细胞毒物质，将细胞本身杀死，此种基因称为“自杀基因”。

（6）免疫基因治疗

免疫基因治疗是把产生抗病毒或肿瘤免疫力的对应与抗原决定族基因导入机体细胞，以达到治疗目的。如细胞因子(cytokine)基因的导入和表达等[4][5]。

（7）耐药基因治疗

耐药基因治疗是在肿瘤治疗时，为提高机体耐受化疗药物的能力，把产生抗药物毒性的基因导入人体细胞，以使机体耐受更大剂量的化疗。如向骨髓干细胞导入多药抗性基因中的mdr-1。

2.基因治疗现状

目前，基因治疗已从早期的单基因遗传并的治疗扩展到对人类健康更具威胁的多基因遗传疾病，包括遗传病，恶性肿瘤，心血管疾病，代谢性疾病及感染性疾病等。

2.1单基因遗传性疾病

至今, 已有18 种单基因遗传病开展了基因治疗临床试验。主要为肺囊性纤维化、戈歇病、血友病、a-抗胰酶缺失和严重联合免疫缺陷症等。

单基因遗传病基因治疗的关键是外源基因能在体内长期稳定的表达。因此, 选择合适的转移载体以及合适的靶细胞十分关键。腺病毒具有强的免疫原性, 且其介导的外源基因不能整合, 可能难以达到长期稳定表达的要求。虽然Marina 等成功地运用了逆转录病毒载体, 但由于其滴度及转导效率较低只适于体外转导, 因而需要进一步改进[6]。研究人员认为, 免疫原性低、可感染多种分裂相和非分裂相细胞、能够整合且适于体内转导的腺相关病毒和慢病毒, 可能是治疗单基因遗传病的理想载体。

2.2恶性肿瘤

在恶性肿瘤的基因治疗中,有较多种方法, 最常用的是免疫基因治疗, 其次是自杀基因和肿瘤抑制基因治疗。由于肿瘤细胞本身存在逃避免疫系统识别和攻击的机制, 因此, 仅靠自身免疫系统对肿瘤的直接杀伤是有限的。而自杀基因通