1、医 学 遗 传 学医 学 遗 传 学遗传病的治疗遗传病的治疗v药物治疗和饮食控制疗法的原则药物治疗和饮食控制疗法的原则v基因治疗的概念基因治疗的概念v目的基因转移的方法目的基因转移的方法v基因治疗的应用基因治疗的应用本章节重点、难点本章节重点、难点如果遗传病发展到各种临床症状都已显现，如果遗传病发展到各种临床症状都已显现，尤其是器官组织已出现损伤，应用外科手术尤其是器官组织已出现损伤，应用外科手术对病损器官进行切除、修补或替换，可以有对病损器官进行切除、修补或替换，可以有效改善某些遗传病的症状，减轻病痛。效改善某些遗传病的症状，减轻病痛。1.手术治疗手术治疗矫正畸形是手术治疗的主要手段，包括对
2、矫正畸形是手术治疗的主要手段，包括对遗传病所产生的畸形进行矫正、修补和切除。遗传病所产生的畸形进行矫正、修补和切除。v手术修补手术修补v手术切除手术切除1.手术治疗手术治疗1.1.矫正畸形矫正畸形v肾移植肾移植v骨髓移植骨髓移植v胰岛细胞移植胰岛细胞移植v肝移植肝移植1.手术治疗手术治疗1.2.组织和器官移植组织和器官移植v原则：原则：补其所缺，去其所余补其所缺，去其所余出生前（产前）治疗出生前（产前）治疗症状前治疗症状前治疗现症病人治疗现症病人治疗2.药物治疗药物治疗v原则：原则：禁其所忌禁其所忌针对因代谢过程紊乱而造成的底物或前体针对因代谢过程紊乱而造成的底物或前体物质堆积的情况，制定特殊
3、的食谱或配以药物质堆积的情况，制定特殊的食谱或配以药物，控制底物或前体物质的摄入量，降低代物，控制底物或前体物质的摄入量，降低代谢物的堆积。谢物的堆积。3.饮食控制疗法饮食控制疗法v苯丙酮尿症苯丙酮尿症“She was an idiot and unable to stand,walk,or talk;she showed no interest in her food or surroundings,and spent her time groaning,crying,and banging her head”.Bickel H.Exp Med Surg.1954;12(1):114-117
4、3.饮食控制疗法饮食控制疗法苯丙氨酸水平检测苯丙氨酸水平检测z1岁以内：每周一次岁以内：每周一次z112岁：每月两次岁：每月两次z12岁以上：每月一次岁以上：每月一次3.饮食控制疗法饮食控制疗法v苯丙酮尿症苯丙酮尿症苯丙氨酸水平检测苯丙氨酸水平检测3.饮食控制疗法饮食控制疗法v苯丙酮尿症苯丙酮尿症zGuthrie test苯丙氨酸水平检测苯丙氨酸水平检测3.饮食控制疗法饮食控制疗法v苯丙酮尿症苯丙酮尿症zGuthrie test苯丙酮尿症与怀孕妇女苯丙酮尿症与怀孕妇女z92%：智力低下：智力低下z73%：小头畸形：小头畸形z12%：先天性心脏病：先天性心脏病3.饮食控制疗法饮食控制疗法v苯丙酮
5、尿症苯丙酮尿症v基因治疗基因治疗（gene therapy）运用运用DNA重组技术设法修复患者细胞中有重组技术设法修复患者细胞中有缺陷的基因，使细胞恢复正常功能而达到治疗缺陷的基因，使细胞恢复正常功能而达到治疗遗传病的目的。遗传病的目的。4.基因治疗基因治疗基因修正基因修正(gene correction)：定点导入外源正：定点导入外源正常基因，代替有缺陷的基因，对靶细胞常基因，代替有缺陷的基因，对靶细胞基因组无任何改变。属基因组无任何改变。属直接治疗直接治疗。基因添加基因添加(gene augmentation)：非定点导入：非定点导入外源正常基因，而没有去除或修复有缺外源正常基因，而没有去
6、除或修复有缺陷的基因。属陷的基因。属间接治疗间接治疗。4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略v基因治疗的基本方式基因治疗的基本方式体细胞基因治疗体细胞基因治疗：使患者症状消失或得：使患者症状消失或得到缓解，但有害基因仍能传给后代。到缓解，但有害基因仍能传给后代。4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略v基因治疗的基本方式基因治疗的基本方式生殖细胞基因治疗生殖细胞基因治疗：可根治遗传病，使：可根治遗传病，使有害基因不再在人群中散布。有害基因不再在人群中散布。v基因治疗的关键基因治疗的关键外源基因的安全导入外
7、源基因的安全导入外源基因高效正确的表达外源基因高效正确的表达4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略v基因治疗的条件基因治疗的条件疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚已克隆正常基因，明确该基因表达与调控机制已克隆正常基因，明确该基因表达与调控机制导入基因具有合适的受体细胞，并能有效表达导入基因具有合适的受体细胞，并能有效表达具有安全有效的转运载体和方法具有安全有效的转运载体和方法4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略直接注射法直接注射法v物理方法物理方法4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因
8、的转移目的基因的转移电穿孔法电穿孔法微粒子轰击法微粒子轰击法直接注射法直接注射法v物理方法物理方法4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移CaCl2共沉淀法共沉淀法v化学方法化学方法4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移v膜融合法膜融合法人工脂质体人工脂质体红细胞影泡红细胞影泡微细胞微细胞原生质球原生质球4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移v受体载体转移法受体载体转移法4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的
9、基因的转移v同源重组法同源重组法（homologous recombination）将外源性的目的基因定位导入受体细胞的染色体将外源性的目的基因定位导入受体细胞的染色体上，通过与该座位的同源序列交换，使外源性上，通过与该座位的同源序列交换，使外源性DNA片段取代原位点上的缺陷基因，达到修复缺陷基因片段取代原位点上的缺陷基因，达到修复缺陷基因的目的。的目的。4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移Xba IXba IBst I11.1 kbXba IBst Ineo13.1 kbBst I neo Xba I Bst I Xba I Bst I X
10、ba I16.5 kb7.7 kb4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移v同源重组法同源重组法（homologous recombination）v病毒介导转移法病毒介导转移法以病毒为载体，将外源性目的基因通过基因以病毒为载体，将外源性目的基因通过基因重组技术，组装到病毒载体上，并使重组病毒感重组技术，组装到病毒载体上，并使重组病毒感染受体宿主细胞，完成基因转移。染受体宿主细胞，完成基因转移。4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移v逆转录病毒（逆转录病毒（retrovirus）J 优点优点能高效
11、转染宿主细胞，转染率可达能高效转染宿主细胞，转染率可达100宿主范围广泛宿主范围广泛可转染大量细胞并长期停留，病毒基因和可转染大量细胞并长期停留，病毒基因和所载的外源基因都能表达所载的外源基因都能表达4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移 缺点缺点病毒容量有限（病毒容量有限（7 kb）随机插入随机插入有致癌作用有致癌作用4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移v逆转录病毒（逆转录病毒（retrovirus）小鼠白血病病毒（小鼠白血病病毒（Mo-MLV）5 LTR LTR 3 U3 R U5U3 R
12、 U5gagpolenvExogenous gene4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移v逆转录病毒（逆转录病毒（retrovirus）逆转录病毒载体的包装逆转录病毒载体的包装4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移v逆转录病毒（逆转录病毒（retrovirus）v腺病毒（腺病毒（Adenovirus,AV）J 优点优点宿主范围广；插入宿主范围广；插入DNA片段较长片段较长病毒颗粒稳定，易于浓缩和纯化病毒颗粒稳定，易于浓缩和纯化不整合，减少插入突变的潜在危险不整合，减少插入突变的潜在危险4.基因
13、治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移 缺缺点点需反复给药需反复给药具有免疫原性具有免疫原性4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移v腺病毒（腺病毒（Adenovirus,AV）4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.2.靶细胞的选择靶细胞的选择v易于取材易于取材v便于体外培养便于体外培养v便于进行遗传技术操作便于进行遗传技术操作v安全回输安全回输4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.2.靶细胞的选择靶细胞的选择v骨髓干细胞骨髓干细胞v外周血淋巴细胞外周血淋巴细胞v皮肤成
14、纤维细胞皮肤成纤维细胞4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.2.靶细胞的选择靶细胞的选择应用应用DNA和和RNA的碱基互补可形成同源或的碱基互补可形成同源或异源双链的原理，人工合成反义异源双链的原理，人工合成反义RNA(或或DNA)，和和mRNA互补，使其灭活，阻止其翻译成蛋白互补，使其灭活，阻止其翻译成蛋白质，达到治疗疾病的目的。质，达到治疗疾病的目的。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.1.反义寡核苷酸技术反义寡核苷酸技术DNAmRNAAntisense RNA4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.1.反义寡核苷酸技术
15、反义寡核苷酸技术v反义反义RNA表达载体表达载体v反义反义RNA(或或DNA)的体外显微注射的体外显微注射v用脂质体运送反义用脂质体运送反义RNAv其它方法：其它方法：CaCl2法；细胞打孔法；逆转录病法；细胞打孔法；逆转录病毒介导毒介导4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.1.反义寡核苷酸技术反义寡核苷酸技术自杀基因自杀基因（suicide gene）所编码的酶可）所编码的酶可将一种无害的药物（前药物）转化成有毒性的底将一种无害的药物（前药物）转化成有毒性的底物，使细胞物，使细胞DNA不能复制而死亡。不能复制而死亡。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗
16、的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法v单纯疱疹病毒胸腺嘧啶激酶（单纯疱疹病毒胸腺嘧啶激酶（HSV1TK）cytosolTKcytosoldTMP KcytosolDNP KHSV1TKHSV1TKHSV1TKTdRdTMPdTDPdTTP cytosolDNP KHSV1TKHSV1TKGCVGCVMPGCVDPGCVTP 4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自
17、杀基因自杀基因”疗法疗法v旁观者效应旁观者效应（by-stander effect）由前药物转变的毒性物质向四周扩散并杀死由前药物转变的毒性物质向四周扩散并杀死周围肿瘤细胞的现象。周围肿瘤细胞的现象。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法v旁观者效应旁观者效应（by-stander effect）4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法v旁观者效应旁观者效应（by-stander eff
18、ect）利用基因重组技术，将已被克隆的多抗药性利用基因重组技术，将已被克隆的多抗药性（MDR）基因导入造血干细胞，使其衍生的白）基因导入造血干细胞，使其衍生的白细胞对化疗药物的耐受性增强，从而加大化疗药细胞对化疗药物的耐受性增强，从而加大化疗药物剂量或延长化疗药物使用时间达到治疗肿瘤的物剂量或延长化疗药物使用时间达到治疗肿瘤的目的。目的。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.3.多抗药基因疗法多抗药基因疗法4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.3.多抗药基因疗法多抗药基因疗法4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.3.
19、多抗药基因疗法多抗药基因疗法v基因替代疗法基因替代疗法野生型抑癌基因的失活和肿瘤的发生密切相野生型抑癌基因的失活和肿瘤的发生密切相关，将野生型抑癌基因导入肿瘤细胞，替代和补关，将野生型抑癌基因导入肿瘤细胞，替代和补偿有缺陷的抑癌基因，以抑制肿瘤的生长或逆转偿有缺陷的抑癌基因，以抑制肿瘤的生长或逆转其表型。其表型。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.4.抑癌基因疗法抑癌基因疗法v基因替代疗法基因替代疗法4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.4.抑癌基因疗法抑癌基因疗法ADA缺乏症为缺乏症为AR致死性疾病，患者由于腺致死性疾病，患者由于腺苷酸脱
20、氨酶（苷酸脱氨酶（ADA）缺乏，导致脱氨腺苷酸增）缺乏，导致脱氨腺苷酸增多，改变甲基化能力，产生毒性效应，使淋巴多，改变甲基化能力，产生毒性效应，使淋巴细胞受损，机体可出现反复感染等症状。细胞受损，机体可出现反复感染等症状。4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.1.ADA缺乏症缺乏症vFrench Anderson(NIH)September 14,1990Retrovirus(Mo-MLV)LTRADASV40neoLTR4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.1.ADA缺乏症缺乏症Ashanti de SilvaInject
21、ions repeated 7 times in first 10.5 monthsADA:1%25%4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.1.ADA缺乏症缺乏症vXR，患者凝血因子，患者凝血因子缺乏缺乏v因子基因定位在因子基因定位在Xq26.3-q27.2v临床表现：易出血，凝血时间长，轻伤、小临床表现：易出血，凝血时间长，轻伤、小手术后常出血不止手术后常出血不止v发病率为发病率为1/300004.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.2.乙型血友病乙型血友病v薛京伦（复旦大学）薛京伦（复旦大学）1991，逆转录病毒，逆转录病毒
22、LTRFSV40neoLTR4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.2.乙型血友病乙型血友病2003，rAAV2-hF.IXz重组重组AAV-2人凝血因子人凝血因子注射液注射液 4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.2.乙型血友病乙型血友病v薛京伦（复旦大学）薛京伦（复旦大学）1991，逆转录病毒，逆转录病毒v细胞因子细胞因子19841987，淋巴激活的杀伤细胞，淋巴激活的杀伤细胞(LAK)1986，肿瘤浸润淋巴细胞，肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)结合结合IL-21991，肿瘤坏死因子，肿瘤坏死因子(TNF)治疗黑色素瘤治疗黑色素瘤
23、4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.3.肿瘤的基因治疗肿瘤的基因治疗v“自杀基因自杀基因”1992，HSV-TK 和和 GCV4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.3.肿瘤的基因治疗肿瘤的基因治疗pRB，p53，p16，p21，p27v肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.3.肿瘤的基因治疗肿瘤的基因治疗v导入基因的持续表达导入基因的持续表达v导入基因的高效表达导入基因的高效表达v安全性问题安全性问题Jesse Gelsinger:18 yr-old from Arizona,died on 9/17/1999,4 day after gene transfer in Penn OTCD trial.4.基因治疗基因治疗4.5.基因治疗存在的问题及解决方法基因治疗存在的问题及解决方法v药物治疗和饮食控制疗法的原则药物治疗和饮食控制疗法的原则v基因治疗的概念基因治疗的概念v目的基因转移的方法目的基因转移的方法v基因治疗的应用基因治疗的应用本章节重点、难点本章节重点、难点
