肿瘤基因治疗的研究进展

肿瘤基因治疗的研究进展
摘要：基因治疗是一种新的肿瘤治疗手段。

抗肿瘤有效基因的筛选、基因治疗方法的选择、基因治疗的相关载体的选择及其安全性改造的研究逐步深入，使肿瘤的基因治疗研究进展迅猛，部分基因治疗方案已进入临床试验阶段。

然而，肿瘤基因治疗仍然存在风险。

本文对肿瘤基因治疗的应用及所面临的挑战进行综述。

关键词基因治疗；肿瘤；治疗方法；载体
引言
随着现代分子生物学及其技术的发展,人们对疾病的认识和治疗手段已进入分子水平。

越来越多的研究资料表明,多种疾病与基因的结构或功能改变有关,因而萌生了从基因水平治疗疾病的想法。

DNA重组、基因转移、基因克隆和表达等技术的建立和完善,为基因治疗(gene therapy)奠定了基础。

1 肿瘤基因治疗概述
1.1基因治疗的诞生和发展
早在上个世纪60年代末,美国科学家迈克尔·布莱泽首次在医学界提出了基因治疗的概念;进入80年代,对基因治疗能否进入临床存在很大争议。

直到1990年,美国国家食品药品监督管理局(FDA)才正式批准了第一个基因治疗临床试验,美国国立卫生研究院(NIH)进行了世界上首次人体基因治疗的临床试验。

一名年仅4岁患有先天性腺苷脱氨酶缺乏症(ADA)的小女孩,经过基因治疗技术导入正常的腺苷脱氨酶基因,患儿的免疫能力得以提高,获得了明显的治疗效果。

这项临床试验的成功是当今生物医学发展最重要的篇章。

此后,世界各国都掀起了基因治疗的研究热潮，许多人认为这预示着基因治疗时代的到来。

在华盛顿美国国家历史博物馆有一份DNA研究的历史档案,记载了自1943年Avery及其同事McLeod、McCarty证明DNA是生命的遗传物质以来所有发展的里程碑,档案上清楚地显示基因治疗是当今基因生物技术最新的重要里程碑。

然而,基因治疗的诞生与发展从来就不是一帆风顺的。

由于最初基因治疗技术达不到预期持久稳定的治疗效果,在不断遭到质疑的同时,人们便逐渐对其丧失兴趣。

1999年,美国一位患有先天性鸟氨酸转甲酰酶缺陷症的18岁少年Jesse Gelsinger,在宾西法尼亚大学人体基因研究所施行基因治疗4天后死去,致使基因疗法遭受重创,人们对基因治疗的热情骤然间降至冰点。

在人们怀疑基因治疗安全性的同时,美国FDA终止了该大学的8项正在进行中的基因治疗临床试验。

但随后的调查结论证明,问题不在基因治疗本身。

死者在治疗前正在发热,其用药
量也明显超过FDA批准的标准且未上报。

尸检和实验室检查结果表明,门静脉大剂量注射重组腺病毒激发了该例患者机体致命的免疫反应,导致多器官衰竭而死亡。

这显然是主诊医师为了尽快将基因治疗推向临床而违规操作的结果,与进行的基因治疗制品本身无直接关系。

由此可见,医师不恰当的违规操作放大了公众业已存在对该项试验安全性的怀疑。

在随后的2002年底到2003年,法国巴黎Necker儿童医院报道重症联合免疫缺陷综合征(SCID)接受基因治疗的患者中,有2例出现了类白血病样症状。

这2例患儿发生类白血病的原因可能与采用的鼠白血病病毒(MLV)载体的整合位点有关,MLV插入造血干细胞染色体细胞生长启动基因LMO2的启动子附近,从而导致某些细胞的失控性生长。

这次源于法国的事件经过媒体的广泛报道和渲染,又一次引发了公众对基因治疗安全性危机的大讨论。

从此,人们对基因治疗的期望跌到了低谷,基因治疗临床试验受到了更严格的监管,安全示范标准比其他治疗方法设置的都要高。

1.2基因治疗的现状
时至2009年,基因疗法在经过多年沉寂之后,最近频频传来好消息。

先天性黑矇症、X连锁肾上腺脑白质营养不良、帕金森氏症这三种疾病运用基因治疗取得成功的案例使得基因治疗逐步摆脱过去失败的阴影,重新燃起新的希望。

此外，《Journal of Clinical Investigation》发表了美国波士顿大学医学院的研究人员用基因疗法治疗α-1抗胰蛋白酶缺乏症(alpha-1 anti-trypsin deficiency)引起的肺气肿的论文,以及报道肌肉萎缩症基因疗法动物实验获得成功;《Cell》报道抑制IB激酶ε(IKKε)基因表达可治疗肥胖《NatureMedicine》报道人类首个艾滋病病毒(HIV)感染患者的基因治疗临床试验结果,对74例HIV 成人感染者实施了随机、双盲、安慰剂对照的基因转换Ⅱ期临床试验,接受携带OZ1分子的血液干细胞有效抑制了HIV病毒的复制,并且未发现与OZ1相关的毒副作用。

这一系列成功的案例,将大大促进基因治疗的发展。

2009年岁末,《科学》杂志评出2009年十大科学突破,位列第七的就是“基因疗法卷土重来”。

1.3肿瘤基因治疗
在热衷于基因治疗同时,人们最大的期望并不是只想治疗好几个单基因缺陷症的患者,而真正的目的是要攻克人类健康的头号“杀手”———肿瘤。

相对于单基因缺陷症来说,肿瘤的发生是一个极为复杂的过程,有许多基因的突变会导致肿瘤的发生。

因此,肿瘤基因疗法受到的最大挑战首先是有效基因的筛选,其次是载体安全性的控制。

所选择的目的基因是否只针对癌细胞而不损害体内的正常细胞?该基因的治疗是否可被精确调控而不会引起其他遗传性改变?癌细胞是否能被全部清除?因此,随着基因导入系统的改造、表达调控元件的应用以及新的治疗基因的发现,上述问题将逐步得到解决,基因治疗将会成为恶性肿瘤治疗的重
要组成部分,在肿瘤综合治疗、防止肿瘤细胞的转移与复发等方面发挥重要的作用。

2 抗肿瘤有效基因的筛选
对肿瘤遗传性改变的深入研究,为肿瘤的基因治疗提供了更多可供利用的目的基因。

根据治疗策略的不同,目的基因可选择原癌基因或肿瘤自分泌生长因子及其受体基因的反义核酸、抑癌基因、免疫调节因子基因、抗血管生成因子基因、肿瘤细胞自杀基因、抗肿瘤抗体基因等。

针对肿瘤细胞的遗传缺陷,我们设计转染抑癌基因p16和p53转移使肿瘤细胞的生长受到抑制,诱导细胞凋亡;在体外细胞学和裸鼠移植瘤实验中证实,对胃癌、肺癌具有良好的抗肿瘤效应,并且在临床前的安全性评价中未见明显的毒副作用。

针对实体肿瘤的微环境,我们构建了携带抗血管生成基因的腺病毒载体,如Canstatin、Endostatin,在多种人体肿瘤的动物模型上均能够明显抑制肿瘤微血管的生成,抑制肿瘤细胞生长,诱导细胞凋亡。

为了提高宿主的抗肿瘤免疫能力,我们通过转染γ干扰素基因,不但使机体产生有效的免疫反应抑制肝癌细胞的生长,而且能够抑制肿瘤血管生长,诱导细胞凋亡,起到多重杀伤机制。

然而，目前有治疗价值的基因还是太少,通过深入细致地研究肿瘤发生的机制以及基因调控的原理,寻找和筛选更有效的基因,仍然是我们努力的方向。

3 肿瘤基因治疗的的治疗方法
3.1 自杀基因疗法
自杀基因疗法也称前药转换酶基因疗法,是将能编码某些药物敏感酶的基因转导入肿瘤细胞,肿瘤细胞产生的这些酶将低毒或无毒的药物前体转化为细胞毒性产物,以达到杀死肿瘤细胞的目的。

其作用是:促进免疫效应细胞的分化增殖、加强对肿瘤的杀伤力;直接杀伤癌细胞;增加肿瘤细胞的免疫原性。

自杀基因治疗系统的种类很多,主要包括单纯疱疹病毒Ⅰ型胸苷激酶/丙氧鸟苷(HSV1-tk/GCV)系统、带状疱疹病毒胸腺嘧啶激酶/阿糖甲氧基嘌呤(VZV-tk/Ara-M)系统、胞嘧啶脱氨酶/5-氟胞嘧啶(CD/5-FC)系统和硝基还原酶/CB1954(NTR/CB1954)系统等。

HSV-tk/GCV系统将无毒的药物前体GCV磷酸化,转变为毒性药物丙氧鸟苷三磷酸。

CD/5-FU系统能将无毒的5-FU脱氨酶转变为5-FU,5-FU再转化为5-FUTP或5-FdUMP,发挥细胞毒性作用,从而杀伤转染基因的肿瘤细胞,而且基因表达的细胞对邻近未转染的细胞有较强的旁路细胞毒效应(旁观者杀伤效应)。

目前研究较多的是HSV-tk/GCV系统,研究者正在致力于提高自杀基因疗法的效率。

Okada等发现,将表达逆转录包蛋白的复合体载体与腺病毒载体AVC2、GCEGFP(二者均为腺病毒载体)共同转导可以提高转导的效率,提高了体外细胞对更昔洛韦前药的敏感性,而对种植于裸鼠的肿瘤抑制率也达到了
50%。

在自杀基因的探索中,不少研究者发现,少量的自杀基因转染的癌细胞与未转染的癌细胞按一定的比例混合后培养,不仅转染的癌细胞被杀灭,二者相互接触后相邻的未转染的癌细胞也大量死亡,此即“旁观者效应”。

治疗中“旁观者效应”是一重要特征,即有毒代谢物通过缝隙连接或凋亡小体从转染细胞移动到邻近细胞,对其产生杀伤作用,大大提高了自杀基因的杀伤效应Ammerpohl等在用HSV-tk基因治疗脑胶质瘤时发现,作为增强瘤细胞间隙链接的4-丁酸苯酯和更昔洛韦合用时显著增加了旁观者效应。

3.2 免疫基因疗法
免疫基因治疗是通过基因重组技术,将抗癌免疫增强细胞因子或mhc基因导入肿瘤组织,增强机体的抗肿瘤免疫功能,达到治疗肿瘤的目的,主要包括增强免疫效应细胞功能的细胞因子基因疗法、调节增强抗原识别能力的主要组织相容性复合物的基因疗法和共刺激分子基因疗法等。

细胞因子基因疗法是将细胞因子导入体细胞,提供一个合适的微环境,以有利于提高机体的抗肿瘤免疫应答。

3.3 基因替代疗法
基因替代治疗就是利用载体体内导入野生型抑癌基因,替代缺失或异常的抑癌基因表达,逆转肿瘤细胞的表型、抑制细胞增殖、诱导细胞凋亡,以达到治疗的目的。

目前已分离克隆出20余种抑癌基因,p53基因是与人类肿瘤相关性最高的抑癌基因,肿瘤生成会伴随p53的缺失。

p27基因是一种抑癌基因,调控细胞周期并抑制细胞分裂,其编码的P27蛋白为细胞周期素依赖性蛋白激酶抑制因子(CDKI)。

目前研究的抑癌基因还有Fhit及第10号染色体丢失的张力蛋白同源的磷酸酯酶等,但真正应用到临床,还需要大量的研究。

3.4 反义基因疗法
反义基因疗法就是通过人工合成的寡核苷酸与癌基因编码的mRNA互补结合,可以抑制mRNA的转录,达到封闭癌基因的目的。

目前的治疗方案主要采用反义细胞癌基因myc、neu、k-ras等，根据碱基互补原则,用人工合成或生物体表达的特定DNA或RNA片断(反义核酸),抑制或封闭专一靶基因的技术。

目前用于反义治疗的基因有Survivin（凋亡抑制基因）、分化抑制因子(Id)、B细胞淋巴瘤、cerb-b2基因和增殖细胞核抗原等。

3.5 多药耐药相关的基因疗法
多药耐药(MDR)是指在化疗药物治疗肿瘤中发现的肿瘤细胞的非特异普遍耐药性。

导致肿瘤细胞MDR的一个重要原因是其MDR1基因扩增和过度表达。

MDR 相关的基因治疗一般集中在抑制肿瘤细胞的MDR1基因表达,从而增加常规化疗
的效果。

3.6 抗肿瘤新生血管形成疗法
实体瘤的生长有赖于获得足够的血供以提供营养物质和氧气。

抗血管生成基因治疗通过基因导入并表达的手段,在体内长期维持一定水平的血管生成抑制因子,抑制肿瘤血管的生成,从而达到抑制肿瘤增殖、复发和转移。

血管内皮生长因子(VEGF)和转化生长因子是促进新生血管生成的主要生长因子,以VEGF作用最强。

与其他基因治疗相比,该疗法无需直接转染肿瘤靶基因,只需转染肿瘤4周,创造抑制血管生成的环境。

在小鼠血管内给予针对VEGF受体的siRNA时发现,VEGF受体表达减少,肿瘤的生长速度和血管生成明显减少。

3.7 抗端粒酶疗法
端粒是位于染色体末端的复合结构,调控细胞的有丝分裂,随着细胞分裂将逐步缩短,最后导致细胞凋亡。

所以端粒的持续存在是肿瘤细胞增殖的基础。

端粒酶是一种逆转录酶,能够以自身RNA为模板合成端粒的末端重复序列5-TTAG-3,以补偿端粒片段的缺失,在正常组织中通常处于抑制状态,但在恶性肿瘤和永生化的细胞中常处于激活状态。

人端粒酶逆转录酶(hTERT)是端粒酶的活性限速成分。

迄今已发现6种类型的核酶,其中锤头状核酶由于结构简单,设计方便,成为基因治疗的首选。

何霞等将端粒酶特异性核酶表达载体pCIneo-hTR-RZ和pCIneo-hTERT-RZ分别转染A549肺癌细胞,证实了核酶对靶RNA切割的有效性。

并且细胞端粒酶的活性降低，说明端粒酶hTERT mRNA及端粒酶RNA均可作为肺癌的治疗靶点,端粒酶特异性核酶有望成为肺癌基因治疗的手段。

3.8 抑制细胞信号传导道路
通过抑制细胞信号传导道路可抑制肿瘤细胞的增殖,信号传导道路中酪氨酸激酶与肿瘤的发生和发展有关,主要有上皮生长因子受体、血管内皮生长因子受体、血小板生长因子、细胞癌基因scr、B细胞抗药受体、细胞癌基因abl等。

Kim等采用表达Cmet核酶的腺病毒载体转染前列腺癌细胞时发现,细胞癌基因scr激酶活性明显下降,并认为靶向Cmet信号通路的治疗对于控制前列腺癌生长和转移有重要意义。

还有研究采用EGFR反义RNA治疗胶质瘤也取得明显的疗效。

Book-out等通过抑制前列腺癌G蛋白信号传导道路而使肿瘤细胞死亡。

3.9 病毒介导的肿瘤溶解
在肿瘤细胞内突变的腺病毒作为癌溶解剂,无需加治疗基因,能有效地溶解肿瘤。

如部分缺失腺病毒1B期的腺病毒可特异性地在缺乏p53的肿瘤细胞内复制。

3.10 联合基因疗法
由于肿瘤是多因素、多环节、多阶段的复杂疾病,依靠单一方法并不能达到
理想的抗肿瘤效果,因此多种治疗方法联合,针对肿瘤的不同特征进行治疗已经成为基因治疗发展的一个趋势。

不同目的基因之间的联合应用:(1)自杀基因与免疫基因之间的联合应用,如自杀基因HSV-tk与能增强抗瘤免疫力的mmIL-2基因联合应用的抑瘤作用更强;(2)免疫基因与免疫基因之间的联合应用,其他的联合疗法包括目的基因与化疗药物的联合以及目的基因与放射线之间的联合等。

如Yamazaki等利用HSV-tk/GCV系统以及与IL-12联合治疗转移性甲状腺癌效果良好。

Mikyskova等利用IL-12和GM-CSF联合基因治疗HPV16相关肿瘤模型,也取得了良好的效果。

3.11 化疗保护性基因治疗
化疗保护性基因治疗是指化疗前向骨髓内导入耐药基因,保护骨髓细胞不受抗肿瘤药物的损害。

MDR1编码P糖蛋白的跨膜蛋白,它有抗肿瘤药物位点和ATP 位点2个结合位点,通过ATP供能可将细胞内药物泵出,从而保护正常细胞免受药物的损害。

通过基因转移技术转移耐药基因到正常器官组织,保护其免受化疗药物的毒性作用,该疗法可以提高化疗效果。

目前,肿瘤耐药基因治疗的方案是转入mdr1基因、二氢叶酸还原酶基因、DNA修饰蛋白-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶基因等,或者联合使用两种或多种耐药基因转入造血干细胞,使造血干细胞获得广谱抗药性;或使用耐药基因的突变体,以获得比野生型更有效的骨髓保护作用;也有将gm-csf基因等转入骨髓细胞,以提高机体对大剂量化疗的耐受力。

应用此方法降低肿瘤细胞对化疗药物的耐受也可类归于干扰性基因治疗。

4 肿瘤基因治疗的相关载体
4.1 病毒载体
病毒能够自然感染细胞,从而可将自身的遗传物质带至宿主细胞。

RNA和DNA 病毒均可作为基因运载工具,病毒载体具有天然嗜性,使其能有效转导外源基因进入靶细胞。

在基因治疗过程中,一方面要有效利用病毒感染细胞效率高的优点;另一方面又必须克服病毒载体的天然嗜性所带来的潜在安全性问题。

4.1.1 逆转录病毒载体
逆转录病毒(retrovinls,RV)为RNA病毒,该载体即是将结构基因去掉换成外源基因,在体外的包装细胞内组装成含有目的基因的重组逆转录病毒,该重组逆转录病毒不具致病性;在逆转录病毒感染细胞后,整合至细胞染色体上,从而实现其携带外源目的基因的作用;具有转染效率高,靶向性差,体内病毒滴度较低的特点。

Barzon等将白细胞介素-2基因和单纯疱疹病毒的胸苷激酶基因同时插入反转录病毒载体治疗甲状腺癌,可使瘤体比单独利用白细胞介素-2基因进行治疗时缩小3~4倍。

但逆转录病毒只能转染处于分裂增殖期的细胞,且与受染细胞的整和具有随机性,故具有潜在的危险性。

因担忧其安全性问题,故目前逆转录病
毒载体多用于体外转染。

现阶段国内外学者们仍在寻求开发新的更为高效安全稳定的逆转录病毒载体,如已报道的复制缺陷型泡沫病毒载体等。

4.1.2 腺病毒载体
腺病毒(adenoviru,Ad)为双链DNA病毒,它能感染各时相的细胞,以其高效转染和高效表达而成为应用广泛的病毒载体。

常树建等构建腺病毒载体介导抗-VEGF发状核酶的实验结果显示:腺病毒可高效感染HT-29细胞,有效抑制VEGF 的表达及移植瘤组织内血管的生成。

但腺病毒作为载体也有自身的局限性: (1)表达时间短,容量小(4. 5kb),免疫原性强; (2)缺乏理想的动物模型来进行临床前毒性研究; (3)对肝细胞的天然嗜性容易造成腺病毒颗粒在肝脏中积累从而诱发肝脏损伤,这些使得腺病毒作为基因治疗的载体具有一定的危险性,从而限制了其在临床上的应用。

4.1.3 腺病毒相关病毒载体
腺病毒相关病毒(adenovirus-as-sociated virus,AAV)为单链DNA病毒,具有长期稳定整合的特点,且适用于表达生物活性物质的基因,在高滴度情况下也未发现引起炎症反应的副作用,已有逐步取代腺病毒载体之势。

齐荣等通过构建特异性杀伤肿瘤细胞的腺相关病毒载体AAV-hTERT-TRAIL的研究结果显示,其可以介导肿瘤细胞特异性基因表达与杀伤作用,同时对正常细胞无毒性。

目前,该载体的主要局限是难以大量生产和载体容量有限,但新的复制模型有望解决这些问题。

4.1.4 单纯疱疹病毒载体
单纯疱疹病毒(herps simple virus,HSV)为双链DNA病毒,可引起口唇及生殖道黏膜感染,且具有嗜神经性。

此类病毒感染神经未梢并导致潜伏感染,这一特性常被用来进行脑部肿瘤的基因治疗,但它所引起的神经毒性及潜伏性感染也不容忽视。

研究显示,复制缺陷型载体则不含HSV-I的任何编码基因,细胞毒性及免疫原性小,基本消除了病毒基因表达的可能,使宿主细胞中不存在野生型潜伏感染而安全性好。

4.1.5 痘病毒载体
痘病毒(poxvirus, PV)为双链DNA病毒,主要用于制备疫苗。

痘病毒载体具有低毒性和高容量的特点,其与单纯疱疹病毒载体是仅有的能够同时携带多个外源基因的转运系统,因而作为体内转基因的载体是个不错的选择,但是在应用于人体时,由于其免疫原性强,限制了其在临床中的应用。

近年,国外报道开发了一种新型减毒痘病毒载体NYVAC安全性高,目前已进入I/Ⅱ期临床试验。

4.1.6其它病毒载体
此外,慢病毒( lentivirus)、杆状病毒(Baculovirus)、重组仙台病毒
(Sendai virus, SV)载体也有报道,但是要进入人体还需要进行大量深入的研究。

4.2 非病毒载体
欧美目前已有大于20%的临床研究应用非病毒载体,其中常用的主要包括:真核细胞表达质粒载体(裸DNA)、阳离子多聚物载体、脂质体、纳米粒、厌氧菌等。

4.2.1 真核细胞表达质粒载体
真核细胞表达质粒载体主要用于基因治疗的直接体内治疗方案,该方法是将治疗用的目的基因克隆到构建好的真核细胞表达质粒载体中去,采用裸DNA肌肉注射的方法,直接转移到体内,在肌肉组织中表达目的蛋白质,发挥治疗作用。

4.2.2 阳离子多聚物载体
阳离子多聚物(cationic polymer)载体是用带正电多聚物静电结合、浓缩DNA,再通过静电作用结合细胞膜或通过携带的靶向配体与存在于细胞膜上的受体结合,内吞进入细胞内。

目前常用的主要有聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、树状高分子载体、明胶、壳聚糖及其衍生物等。

然而由于存在电荷相关毒性及较病毒载体低的转染率等缺点,其临床应用也受到限制。

近年来,随着材料及合成技术的飞速发展,人工合成的生物可降解阳离子多聚物主要用于制备纳米级载体。

4.2.3 纳米粒
纳米粒(nanoparticles)是一类由天然高分子物质或合成高分子材料制成的粒径为纳米级的载体,其表面经过生物修饰或理化修饰后具有靶向作用。

IwasakiY等的研究显示表面存在乙肝病毒的L抗原的L纳米粒具有嗜肝细胞性,其体内试验结果首次证明了纳米粒可用于将抗肿瘤的治疗基因导入人类肝脏肿瘤,值得关注。

而对脑肿瘤来说,利用人脑肿瘤原发部位的血管间隙较大、透性增强和滞留效应,抗肿瘤药物的转运可通过直径小于80nm的纳米载体实现。

尽管如此,但纳米靶向载体还是存在着药物装载量偏低,靶向物质与药物载体结合的稳定强度低,靶向性药物存在毒性和组织特异性不理想,体内环境中纳米载体难以检测等系列问题,尚待深入研究。

4.2.4 阳离子脂质体
脂质体(1iposome)载体为脂质双分子层组成的环形封闭囊泡,它可通过被宿主细胞融合、内吞等方式将其所携带的核酸分子送入细胞。

脂质体转染无插入突变的危险,而且无毒、无免疫原性,是近年发展起来的非常有前途的非病毒载体。

但普通脂质体作为药物载体,仍存在靶分布特性不理想、贮存中稳定性欠佳等缺点,因而限制了脂质体在肿瘤化疗中的应用。

4.2.5 活菌载体
基于实体瘤微环境缺氧的特性构建的重组厌氧菌载体,能特异性定居于肿瘤,
通过产生细胞因子、毒素、酶类等活性物质或表达其所携带的目的基因起到治疗作用,现已初步显示出应用潜力。

用于肿瘤基因治疗的厌氧菌载体具有以下特点: (1)易于生产,便于储存,使用更加方便; (2)可以作用于间质细胞,比病毒更易于从循环中清除,安全性高,其本身的抗瘤效果优于病毒; (3)治疗基因整合、发生遗传突变的可能性也减少; (4)靶向性优于病毒载体和脂质体载体。

但厌氧菌载体也有其局限性:溶瘤治疗仅作用于厌氧区,这将阻碍专性厌氧菌穿透肿瘤间质“寻找”低氧区。

据目前研究来看,工程化厌氧菌和联合治疗的优化将有利于提高厌氧菌抗肿瘤治疗的疗效。

目前研究较多的应用于肿瘤基因治疗的厌氧菌载体有双歧杆菌、沙门氏菌、梭状芽孢杆菌、乳酸杆菌等。

4.3 基因转移载体的安全性改造
以基因治疗常用的病毒载体为例,早期常用缺失E1区的复制缺陷型腺病毒,虽然安全性得到保障,但其在肿瘤细胞中无法复制和扩增,只对受感染细胞有效,由于无法保证每个肿瘤细胞都被病毒感染,其治疗效果有限。

中国国家食品药品监督管理局(SFDA)2004年批准的世界上第一个肿瘤基因治疗药物“重组人p53腺病毒Ad-p53”即属于这类非复制型腺病毒载体。

近年研制出来的条件增殖型腺病毒能在肿瘤细胞中特异性增殖复制,并释放子代病毒感染更多的肿瘤细胞,裂解和杀伤肿瘤细胞,故又称溶瘤腺病毒(onco-lytic adenovirus),其早期的代表是E1B-55kD基因缺失的腺病毒Onyx-015。

2005年中国SFDA批准上市了世界上第一个溶瘤病毒,由上海三维生物技术公司研制的Onyx-015同类型制剂H101。

目前大多数溶瘤腺病毒存在肿瘤特异性不强、杀伤效率不足、缺乏感染靶向性、安全性不高等缺点。

我们针对肿瘤广谱且特异的3个生物学靶标(端粒酶阳性、缺氧以及Rb信号途径异常),对溶瘤腺病毒进行一系列改造,从用人端粒酶逆转录酶基因启动子(hTERT)调控腺病毒E1a的表达,到联合缺氧反应元件(HRE)调控E1b基因的表达,最后到同时缺失E1a基因内部CR2区24个核苷酸,并将抗癌基因p53插入到病毒的基因组中,使腺病毒载体对肿瘤细胞的特异性及疗效不断增加,开发出三重精确调控的肿瘤特异性增殖腺病毒治疗系统SG600-p53。

SG600-p53具有广谱、安全及高效等多重优势特点,充分发挥基因治疗与病毒治疗的双重优势,利用病毒高弥散力、高转染力以及在肿瘤细胞内特异性复制和增殖的能力,可使p53抗癌基因拷贝数随病毒增殖而增加,从而在肿瘤细胞中获得高转染率及高效表达的抗癌基因,对多种肿瘤产生明显的抗肿瘤效应。

5 问题与展望
基因治疗取得的新成就,为我们征服肿瘤带来了新的希望。

然而,世界各国在肿瘤的基因治疗领域投入了大量的人力物力,相关的临床试验也占到了基因治疗总数的60%以上,但能真正上市应用于临床的产品很少,主要原因是基因治疗的。