基因治療

基因治療 概述

基因治療(gene therapy)是指將外源正常基因導入靶細胞,以糾正或補償因基因缺陷和異常引起的疾病,以達到治療目的。也就是將外源基因通過基因轉移技術將其插入患者的適當的受體細胞中,使外源基因製造的產物能治療某種疾病。

基因治療方法

1.基因轉移方法
(1)特異正常基因的分離與克隆:應用重組DNA和分子克隆技術結合基因定位研究成果,已有不少基因並將會有更多人類基因被分離和克隆,這是基因治療的前提,在當代分子生物技術條件下,一般來說,只要有基因探針和準確的基因定位,任何基因都可被克隆。除此,如今既可人工合成DNA探針,還可用DNA合成儀在體外人工合成基因,這些都是在基因治療前,分離克隆特異基因的有利條件。
(2)外源基因的轉移:基因轉移是將外源基因導入細胞內,其轉移方法較多,常用的要有下列幾類:
1)化學法:將正常基因DNA(及其拷貝)與帶電荷物質和磷酸鈣、DEAE-葡萄糖或與若干脂類混合,形成沉澱的DNA微細顆粒,直接傾入培養基中與細胞接觸,由於鈣離子有促進DNA透過細胞有作用,某些化合物可擾亂細胞膜,故可將DNA輸入細胞內,並整合於受體細胞的基因組中,在適當的條件下,整合基因得以表達,細胞亦可傳代。
2)物理法:包括電穿孔法和直接顯微註射法。①電穿孔法:電穿孔法是將細胞置於高壓脈衝電場中,通過電擊使細胞產生可逆性的穿孔,周圍基質中的DNA可滲進細胞,但有時也會使細胞受到嚴重損傷。②顯微註射法:顯微註射是在顯微鏡直視下,向細胞核內直接註射外源基因,這種方法應是有效的。③脂質體法:脂質體法是應用人工脂質體包裝外源基因,再與靶細胞融合,或直接註入病竈組織,使之表達。
3)同源重組法:同源重組是將外源基因定位導入受體細胞的染色體上,在該座位因有同源序列,通過單一或雙交換,新基因片段替換有缺陷的片段,達到修正缺陷基因的目的。
4)病毒介導基因轉移:前述的化學和物理方法都是通過傳染方式基因轉移。病毒介導基因轉移是通過轉換方式完成基因轉移,即以病毒為載體,將外源目的基因通過基因重組技術,將其組裝於病毒上,讓這種重組病毒去感染受體宿主細胞,這種病毒稱為病毒運載體。
2.選擇靶細胞的原則
這裡所指的靶細胞是指接受轉移基因的體細胞。
選擇靶細胞的原則是:
(1)必須較堅固,足以耐受處理,並易於由人體分離又便於輸回體內;
(2)具有增殖優勢,生命周期長,能存活幾月至幾年,最後可延續至患者的整個生命期;
(3)易於受外源遺傳物質的轉化;
(4)在選用反轉錄病毒載體時,目的基因表達最好具有組織特異性的細胞。使用得較多的是骨髓乾細胞、皮膚成纖維細胞、肝細胞、血管內皮細胞和肌細胞等。許多遺傳病與造血細胞有關,故可用於如β地貧、嚴重覆合免疫缺陷病等的基因治療。皮膚成纖維細胞易於移植和從體內分離,又可在培養中生長,並易存活,故有人用之於乙型血友病的基因治療。有不少遺傳病表現了肝細胞功能缺陷,因此,在家族性高膽固醇血症的治療中,有將低密度脂蛋白(LDL)受體基因轉移至肝細胞的嘗試。在動物實驗中已證明:β-半乳糖苷酶基因、ADA基因、小肌營養不良蛋白基因都已證明能在肌細胞中表達。

基因治療策略

1.基因矯正
糾正致病基因中的異常鹼基,而正常部分予以保留。
2.基因置換
指用正常基因通過同源重組技術,原位替換致病基因,使細胞內的DNA完全恢復正常狀態。
3.基因增補
把正常基因導入體細胞,通過基因的非定點整合使其表達,以補償缺陷基因的功能,或使原有基因的功能得到增強,但致病基因本身並未除去
4.基因失活
將特定的反義核酸(反義RNA、反義DNA)和核酶導入細胞,在轉錄和翻譯水平阻斷某些基因的異常表達,而實現治療的目的。
5.自殺基因
在某些病毒或細菌中的某基因可產生一種酶,它可將原無細胞毒或低毒藥物前體轉化為細胞毒物質,將細胞本身殺死,此種基因稱為“自殺基因”。<