1、基因疗法基因疗法袁其朋袁其朋2009.3三、研究进展三、研究进展目目 录录一、基本概念一、基本概念二、主要策略二、主要策略四、治疗实例四、治疗实例五、问题与展望五、问题与展望基本概念基本概念基因治疗（基因治疗（gene therapy）：）：利用分子生物学方法，将人的正常基因或有治疗作用的基因导入靶细胞或组织中，以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用。对象：对象：体细胞体细胞 生殖细胞生殖细胞主要策略和途径主要策略和途径基因置换基因置换(gene replacement)基因增补基因增补(gene augmentation)基因失活基因失活(gene inactivation)基因矫正基因矫正(ge
2、ne correction)四种策略：四种策略：两种途径：两种途径：体外体外(ex vivo)间接法，回输法间接法，回输法 体内体内(in vivo)直接法直接法基因矫正基因矫正(gene correction)将致病基因的突变碱基序列纠正，而正将致病基因的突变碱基序列纠正，而正常序列部分予以保留，使突变的致病基常序列部分予以保留，使突变的致病基因恢复正常功能。因恢复正常功能。基因置换基因置换(gene replacement)将致病基因整个地被有功能的正常基因将致病基因整个地被有功能的正常基因所置换，使致病基因得到永久更正。但所置换，使致病基因得到永久更正。但操作难度大，有伦理学问题。操作难
3、度大，有伦理学问题。基因增补基因增补(gene augmentation)将目的基因导入病变细胞或其它细胞，将目的基因导入病变细胞或其它细胞，目的基因的表达产物能够修饰缺陷细胞目的基因的表达产物能够修饰缺陷细胞的功能，或使原有功能得到加强。的功能，或使原有功能得到加强。基因失活基因失活(gene inactivation)利用反义利用反义RNA或或RNA干扰等技术，干扰等技术，特异地封闭某些特异地封闭某些基因表达的特性，基因表达的特性，以抑制某些有害以抑制某些有害基因的表达。基因的表达。DNA DNA RNA RNA 反义RNA 阻断表达 载体载体目的基因目的基因in vivoex vivo靶
4、细胞基因治疗的两种途径基因治疗的两种途径研究进展研究进展-肿瘤肿瘤 NISHITANI等将表达IL-12的质粒注射到BALB/c鼠肾癌模型体内，发现小鼠肿瘤生长受到明显抑制，而且对再次接种肾癌细胞引起的肿瘤表现出很强的免疫抑制。Reid等通过肝动脉滴注ONYX-015合并5-FU和亚叶酸钙治疗27例早期胃肠癌合并肝转移病人。病人仅出现轻度或中度的流行性感冒样症状。研究进展研究进展-艾滋病艾滋病 布鲁斯莱文等人将免疫细胞从慢性HIV感染者体内取出，再在实验室中将逆转录病毒科慢病毒注入细胞中。阻止了HIV的繁殖，并产生了与已存在的艾滋病病毒抗争的能力。研究进展研究进展-分子遗传病分子遗传病Powe
5、ll等用携带F基因的RV经静脉途径注入血友病A患者，证实了RV治疗血友病的可行性，但长期性及高效表达性尚需进一步探讨。Manno等通过向重型血友病B患者骨骼肌内注入携带F基因的AAV2，使患者病情转为轻型，验证了转基因治疗血友病的临床可行性。研究进展研究进展-心血管疾病心血管疾病 单志新等将人VEGF 和Angl的重组质粒DNA联合注射大鼠缺血心肌，证实VEGF和Angl基因联合导入能显著增强缺血心肌的血管生成和侧枝循环的形成，改善心功能。Donahue等将抑制性G蛋白转染入猪的房室结来影响急性房颤心室率。他们发现一种抑制性G蛋白亚单位的过表达，最终在诱发急性房颤时心室率下降15 20。研究进
6、展研究进展-其他其他 日本筑波大学附属医院，首次用基因疗法治疗白血病。日本，用高分子材料代替无毒性的病毒作载体，进行基因治疗实验获得成功，这可能有助于提高治疗的效果和安全性。美国国家癌症研究所，通过改变患者的免疫细胞基因，来识别和攻击癌细胞，在首次临床试验中已治愈了两名晚期皮肤癌-黑素瘤患者。研究进展研究进展-其他其他 抗癌新药“重组人p53腺病毒注射液”世界首个基因治疗药物在中国诞生。研究进展研究进展-其他其他 中科院刘廷析的研究组与多个实验室合作，从5号染色体长臂关键缺失区内的28个候选肿瘤抑制基因中，筛选并识别出alpha-catenin基因，该基因可能是30多年来一直在寻找的白血病干细
7、胞肿瘤抑制基因。该成果发表在国际权威期刊自然医学(IF:29)上。治疗实例治疗实例-首例基因治疗首例基因治疗1990.9.14 1990.9.14 首例基因治疗：首例基因治疗：4岁女孩岁女孩 Ashanthi 重度联合免疫缺陷综合征重度联合免疫缺陷综合征(SCID)缺乏腺苷脱氨酶缺乏腺苷脱氨酶(ADA)免疫系统极弱，只能在无菌病房免疫系统极弱，只能在无菌病房基因治疗后免疫系统功能提高了基因治疗后免疫系统功能提高了40%以上，经过持续治疗，健康以上，经过持续治疗，健康状态一直良好，已开始读大学状态一直良好，已开始读大学治疗实例治疗实例-首例基因治疗首例基因治疗XR XR，患者凝血因子，患者凝血因
8、子缺乏，缺乏，因子基因定位因子基因定位在在Xq26.3q27.2。临床表现：易出血，凝血临床表现：易出血，凝血时间长，轻伤、小手术后常出血不止。发病时间长，轻伤、小手术后常出血不止。发病率为率为1/300001/30000。治疗实例治疗实例-乙型血友病乙型血友病 实例：我国学者薛京伦实例：我国学者薛京伦实施的实施的FF的基因治疗。的基因治疗。逆转录病毒载体逆转录病毒载体+FcDNA 重组体 5 LTR F neo SV PSO LTR 3 导入仓鼠细胞（导入仓鼠细胞（CHO CHO）FF表达；表达；导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞（体外培养）导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞（体外培养）FF表达
9、；表达；19911991年，导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞（体外年，导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞（体外培养）培养）回植病人皮下回植病人皮下FF基因表达，基因表达，FF基表达水平基表达水平达正常人的达正常人的5%5%。是我国基因治疗成功的例子。是我国基因治疗成功的例子。治疗实例治疗实例-先天性失明先天性失明 美英科研人员首次利用基因疗法使遗传性失明（利伯氏先天性黑蒙）的病人部分恢复了视力。原本仅能看清他人手部动作，治疗后可辨别视力表上部分符号。6人中有4人的视力得到明显改善。治疗实例治疗实例-先天性失明先天性失明以无害的普通感冒病毒为载体，用套管将正常的RPE65基因注入视网膜细胞内。注入
10、基因未转移至其他部位。以前豪沃思要花77秒才能走出一个光线昏暗、有扇门的小房间，手术6个月后只需14秒。存在的问题存在的问题 前景广阔，但问题也不少：前景广阔，但问题也不少：外源基因表达的可控性外源基因表达的可控性 治疗基因过少治疗基因过少 时效性问题时效性问题 安全性问题安全性问题 伦理学问题伦理学问题外源基因表达的可控性外源基因表达的可控性最理想的可控性是模拟人体内基因本身的调控最理想的可控性是模拟人体内基因本身的调控模式。这是今后长期追求的目标。模式。这是今后长期追求的目标。从近期来说，可以期待实现的是在从近期来说，可以期待实现的是在cDNA水平水平加上部分内含子及调控元件，应用诱导的形
11、式加上部分内含子及调控元件，应用诱导的形式达到一定程度的可控性。达到一定程度的可控性。治疗基因过少治疗基因过少目前在已用于临床实验的治疗基因仅集中于少目前在已用于临床实验的治疗基因仅集中于少数基因。数基因。尤其是对大多数多基因疾病，如肿瘤、高血压、尤其是对大多数多基因疾病，如肿瘤、高血压、糖尿病、冠心病、神经退行性疾病的致病基因糖尿病、冠心病、神经退行性疾病的致病基因还有待阐明。这将有赖于人基因组计划，尤其还有待阐明。这将有赖于人基因组计划，尤其是功能基因组学的发展。是功能基因组学的发展。时效性问题时效性问题在使用基因治疗的方法导入正常基因之后，被在使用基因治疗的方法导入正常基因之后，被导入的
12、靶细胞必须是能够在较长时间里保持稳导入的靶细胞必须是能够在较长时间里保持稳定功能的活细胞。定功能的活细胞。然而，用于治疗的然而，用于治疗的DNA并不能完全整合到基因并不能完全整合到基因组中，很多细胞特别是癌细胞也一直处于快速组中，很多细胞特别是癌细胞也一直处于快速分裂状态。这些都使基因治疗无法达到长期的分裂状态。这些都使基因治疗无法达到长期的治疗效果，需经过多轮基因治疗。治疗效果，需经过多轮基因治疗。安全性问题安全性问题 基因治疗时，若目的基因治疗时，若目的DNA被整合到错被整合到错误位置，可能引发新的疾病。在治疗误位置，可能引发新的疾病。在治疗SCID病人时，曾因插入性突变导致病人时，曾因插
13、入性突变导致20人中人中3人诱发人诱发T细胞白血病。细胞白血病。绝大多数基因治疗中使用了病毒载体。尽管经多次改造，绝大多数基因治疗中使用了病毒载体。尽管经多次改造，但仍然存在着包括细胞免疫、病毒毒性等很多问题。但仍然存在着包括细胞免疫、病毒毒性等很多问题。1999年，腺病毒载体产生严重免疫反应，年，腺病毒载体产生严重免疫反应，Jesse Gelsinger成为第一个因基因治疗而死亡的人。成为第一个因基因治疗而死亡的人。伦理学问题伦理学问题 体细胞基因治疗争议相对较少。体细胞基因治疗争议相对较少。生殖细胞基因治疗可能改变正常生殖细胞基因治疗可能改变正常人的遗传特征，存在很大争议。人的遗传特征，存
14、在很大争议。然而生殖细胞的基因治疗又是一然而生殖细胞的基因治疗又是一个不容回避的课题，因为它比体个不容回避的课题，因为它比体细胞基因治疗更为彻底。所以，细胞基因治疗更为彻底。所以，随着基因治疗技术的成熟，将回随着基因治疗技术的成熟，将回答伦理方面的问题。答伦理方面的问题。前景展望前景展望 前景诱人，困难很大。前景诱人，困难很大。原理是可行的，但如何应用到实原理是可行的，但如何应用到实际治疗中仍面临很大困难。目前，际治疗中仍面临很大困难。目前，大多数治疗方案仍处于临床前试大多数治疗方案仍处于临床前试验或早期临床阶段，它们能否最验或早期临床阶段，它们能否最终成功尚未可知。作为一个前景终成功尚未可知。作为一个前景广阔的治疗手段，基因治疗还有广阔的治疗手段，基因治疗还有很长的路要走。很长的路要走。谢谢 谢谢!
