基因治療的概念和策略
基因治療(gene therapy)就是用正常或野生型(wild type)基因較正或置換致病基因的一種治療方法。在這種治療方法中,目的基因被導入到靶細胞(target cells)內,他們或與宿主細胞(host cell)染色體整合成為宿主遺傳物質的一部分,或不與染色體整合而位于染色體外,但都能在細胞中得到表達,起到治療疾病的作用。
目前基因治療的概念了較大的擴展,凡是采用分子生物學的方法和原理,在核酸水平上開展的疾病治療方法都可稱為基因治療。隨著對疾病本質的深入了解和新的分子生物學方法的不斷涌現,基因治療方法有了較大的發展。根據所采用的方法不同,基因治療的策略大致可分為以下幾種:
基因置換(gene replacement):基因置換就是用正常的基因原位替換病變細胞內的致病基因,使細胞內的DNA完全恢復正常狀態。這種治療方法最為理想,但目前由于技術原因尚難達到。
基因修復(gene correction):基因修復是指將致病基因的突變堿基序列糾正,而正常部分予以保留。這種基因治療方式最后也能使致病基因得到完全恢復,操作上要求高,實踐中有一定難度。
基因修飾(gene augmentation)又稱基因增補,將目的基因導入病變細胞或其它細胞,目的基因的表達產物能修飾缺陷細胞的功能或使原有的某些功能得以加強。在這種治療方法中,缺陷基因仍然存在于細胞內,目前基因治療多采用這種方式。如將組織型纖溶酶原激活劑的基因導入血管內皮細胞并得以表達后,防止經皮冠狀動脈成形術誘發的血檢形成。
基因失活(gene inactivation):利用反義技術能特異地封閉基因表達特性,抑制一些有害基因的表達,已達到治療疾病的目的。如利用反義RNA、核酶或肽核酸等抑制一些癌基因的表達,抑制腫瘤細胞的增殖,誘導腫瘤細胞的分化。用此技術還可封閉腫瘤細胞的耐藥基因的表達,增加化療效果。
免疫調節(immune adjustment):將抗體、抗原或細胞因子的基因導入疾人體內,改變病人免疫狀態,達到預防和治療疾病的目的。如將白細胞介素-2導入腫瘤病人體內,提高病人IL-2的水平,激活體內免疫系統的抗腫瘤活性,達到防治腫瘤復發的目的。
其它:增加腫瘤細胞對放療或化療的敏感性:采用給予前體藥物的方法減少化療藥物對正常細胞的損用力。如向腫瘤細胞中導入單純皰疹病毒胸苷激酶基因,然后給予病人無毒性GCV藥物,由于只有含HSV-TK基因的細胞才能將CGV轉化成有毒的藥物。因而腫瘤細胞被殺死,而對正常細胞無影響。
總之,基因治療的策略較多,不同的方法在實踐中各具有優缺點。而基因的治療本身也并不局限于遺傳病的治療,現已擴展到腫瘤、病毒性疾病等。基因治療可用于疾病的治療,也可用于疾病的預防。應該指出的是基因治療并不是萬能的,尚不能取代現有的治療方法,作為一種新的方法也還有一些需進一步完善的地方,在實踐是應相互結合,取長補短,以取得較好的治療效果。
一些常見疾病的治療策略見表1。
表23-1 基因治療策略
遺傳性疾病 |
--隱性遺傳病 --用正常基因置換致病基因而達到完全校正 --導入正常基因序列以達到暫時性校正 --顯性遺傳病 --用正常基因置換致病基因而達到完全校正 --使有害基因失活而達到暫時性校正(如用反義技術、核酶等) --在某些情況下可導入正常基因加以校正(如LDL受體) |
腫瘤 |
--殺傷腫瘤細胞(如利用自殺基因,激活免疫系統及保護正常細胞免受化療藥物的損傷等) --使癌基因失活(反義技術、核酶)或增加抑癌基因的表達 |
傳染病 |
--殺傷傳染源(免疫法、自殺基因) --使傳染源失活(反義技術、核酶、核酸陷井) |
其它疾病 |
--導入藥物基因(藥物釋放)如激素、細胞因子 --失活有害基因產物(反義技術、核酶、核酸陷井) --殺傷策略如減少特異細胞群 |
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