基因治疗的概念

基因治疗的概念基于修饰活细胞遗传物质而进行的医学干预。细胞可以体外修饰，随后再注入患者体内；或将基因治疗产品直接注入患者体内，使细胞内发生遗传学改变。这种遗传操纵的目的可能会预防、治疗、治愈、诊断或缓解人类疾病。基因治疗的类型根据目的基因治疗：治疗或预防疾病基因增强：增强人的性状和能力根据干预对象体细胞：基因转入体细胞内生殖细胞：基因转入生殖细胞或早期胚胎。体细胞基因治疗、生殖细胞基因治疗、体细胞基因增强、生殖细胞基因增强治疗简要过程1.体外法(exvivo)：患者细胞经体外遗传处理后，再移入患者体内进行治疗。2.体内法(invivo)：把基因通过载体（如病毒）直接转入患者病患部位，进行治疗。3.基因治疗使用的载体（1）病毒1.1反转录病毒：RNA病毒，其基因可整入受体基因组1.2腺病毒：双链DNA病毒，形成核外DNA，不遗传，需多次施用1.3腺相关病毒：单链DNA病毒，可近100%插入19号染色体的特殊位点。感染人和灵长类，不致病，宿主免疫原性小。携带DNA小，难以制造1.4病毒壳蛋白形成的假病毒：“魔法子弹”（2）非病毒载体：易于制造、低免疫，但感染和表达少2.1裸DNA：表达效率低；电转移和基因枪转移2.2多核苷酸：合成的小分子核酸，使体内基因的表达失活2.3脂质体和多聚体：用脂质体和多聚体分子包裹DNA，使DNA被细胞吞入，提高转移效率（3）复合方法：如脂质体加病毒（4）多晶体：含有核酸（DNA、RNA）的多晶体可以增强基因的转移效率、毒性小用腺病毒进行基因治疗Fragile-X的基因治疗癌症的基因治疗基因在癌细胞中表达，引起癌细胞凋亡，从而达到治杀死癌细胞，治愈癌症的目的。今又生Ad-p53腺病毒注射液小分子核酸的抑制基因表达和治疗的机制从DNA到蛋白质，小分子核酸进入细胞后剪切mRNA使基因不能翻译基因治疗的策略与关键步骤基因治疗是用具有正常功能的基因去置换或增补患者体内有缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的。（一）基因治疗的策略基因治疗分为直接基因治疗和间接基因治疗，其中直接基因治疗为纠正突变基因，在原位修复缺陷的基因，以达到治疗目的。为较理想的基因治疗策略，由于存在某些问题，目前正在努力之中；间接基因治疗为以正常的基因替代致病基因。导入外源正常基因，代替有缺陷的基因。而对靶细胞而言，没有去除或修复有缺陷的基因。用DNA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遗传病的目的。具体可分为以下几种策略：1、基因矫正：对于致病基因中的异常碱基进行精确修复，使其恢复正常功能。2、基因置换：基因置换就是用正常的基因原位替换病变细胞内的致病基因，使细胞内的DNA完全恢复正常状态。这种治疗方法最为理想，但目前由于技术原因尚难达到。3、基因修复：基因修复是指将致病基因的突变碱基序列纠正，而正常部分予以保留。这种基因治疗方式最后也能使致病基因得到完全恢复，操作上要求高，实践中有一定难度。4、基因修饰又称基因增补，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修饰缺陷细胞的功能或使原有的某些功能得以加强。在这种治疗方法中，缺陷基因仍然存在于细胞内，目前基因治疗多采用这种方式。如将组织型纤溶酶原激活剂的基因导入血管内皮细胞并得以表达后，防止经皮冠状动脉成形术诱发的血检形成。5、基因失活：利用反义技术能特异地封闭基因表达特性，抑制一些有害基因的表达，已达到治疗疾病的目的。如利用反义RNA、核酶或肽核酸等抑制一些癌基因的表达，抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞的分化。用此技术还可封闭肿瘤细胞的耐药基因的表达，增加化疗效果。6、免疫调节：将抗体、抗原或细胞因子的基因导入疾人体内，改变病人免疫状态，达到预防和治疗疾病的目的。如将白细胞介素-2导入肿瘤病人体内，提高病人IL-2的水平，激活体内免疫系统的抗肿瘤活性，达到防治肿瘤复发的目的。7、耐药基因治疗：在肿瘤化疗过程中，把产生抗药物毒性的基因导入患者体内，从而使患者能耐受更大剂量的化疗。（二）基因治疗的策关键步骤1、治疗性基因的获得：在了解疾病发生的分子机制基础上，选择对疾病有治疗作用的特定基因。如，对单基因缺陷遗传病，可用野生型（非突变）基因即可用于治疗；对于肿瘤，最好选择某些与该类肿瘤密切相关的癌基因或抑癌基因用于基因治疗。治疗性基因获得的方法很多：用酶切或探针杂交法从基因组DNA文库获得，从cDNA文库获取，PCR扩增，人工合成等。2、基因载体的选择：基因治疗关键步骤之一，是将治疗基因高效转移入患者体内、并能调控其适度表达。常用的载体有两类：病毒载体和非病毒载体。病毒载体：逆转录病毒载体，腺病毒载体，腺相关病毒载体等；非病毒载体：与病毒载体的主要区别在于：采用理化方法将治疗基因转移入患者体内。3、靶细胞的选择：基因治疗的受体细胞有生殖细胞和体细胞两大类。对生殖细胞进行基因治疗，可使该生殖细胞分化发育成长的个体及其后代均具有正常基因，理论上讲是根治遗传病的理想方法。但由于涉及安全性和伦理学问题，目前基因治疗中禁止使用生殖细胞作为靶细胞，只限于使用体细胞。基因治疗存在的困难基因导入系统尚不成熟。结构不稳定，影响基因组功能，基因难以到达靶细胞，等等对多基因遗传病的致病基因及基因间的相互作用还不清楚到达靶细胞盲目性大，表达可控性差，有激活致癌基因产生新病毒的潜在危险无法保障干预生殖细胞基因不对后代产生医源性伤害