湘南学院分子生物学第8章基因治疗.ppt
《湘南学院分子生物学第8章基因治疗.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湘南学院分子生物学第8章基因治疗.ppt（63页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基基因因治治疗疗随着近代医学的发展，分子生物学的研究和应用已随着近代医学的发展，分子生物学的研究和应用已经逐渐进入临床医学领域。
基因治疗是经逐渐进入临床医学领域。
基因治疗是8080年代末出现的年代末出现的一种新的治疗技术。
我国基因治疗研究专家顾健人教授一种新的治疗技术。
我国基因治疗研究专家顾健人教授将基因治疗的发展划分为三个历史阶段，即将基因治疗的发展划分为三个历史阶段，即1980-19891980-1989年的年的“准备期准备期”、1990-19951990-1995年的年的“狂热期狂热期”和和19961996年之年之后后的的“理性期理性期”。
19901990年的首例基因治疗获得了成功，为年的首例基因治疗获得了成功，为现现代治疗学开辟了一条新途径。
代治疗学开辟了一条新途径。
目前，国际上已有目前，国际上已有100100多多个基因治疗方案。
个基因治疗方案。
内容提要内容提要二、基因治疗的总体策略二、基因治疗的总体策略一、基因治疗的概念与分类一、基因治疗的概念与分类三、基因治疗的基本程序三、基因治疗的基本程序四、基因治疗的应用研究四、基因治疗的应用研究五、基因治疗五、基因治疗目前存在的问题目前存在的问题第一节第一节基因治疗的概念与分类基因治疗的概念与分类一、基因治疗的概念一、基因治疗的概念基因治疗基因治疗（genetherapy）是以基因转移为基础，是以基因转移为基础，将某种遗传物质导入患者细胞内，使其在体内表达将某种遗传物质导入患者细胞内，使其在体内表达并发挥作用，从而达到治疗疾病目的的一种方法。
并发挥作用，从而达到治疗疾病目的的一种方法。
基因治疗导入的遗传物质：
基因治疗导入的遗传物质：
1.与缺陷基因对应的、在体内表达具有特异功能的与缺陷基因对应的、在体内表达具有特异功能的同源基因；同源基因；2.与缺陷基因无关的治疗基因或其它遗传物质。
与缺陷基因无关的治疗基因或其它遗传物质。
二、基因治疗分类二、基因治疗分类1.生殖细胞基因治疗生殖细胞基因治疗（germcellgenetherapy）对缺陷的生殖细胞进对缺陷的生殖细胞进行基因矫行基因矫正正生殖细胞基因治疗的可能对象生殖细胞基因治疗的可能对象遗传病。
遗传病。
用显微注射的方法将正常基因导入遗传病患者的用显微注射的方法将正常基因导入遗传病患者的生殖细胞，特别是在受精卵细胞分化之前，可望在其生殖细胞，特别是在受精卵细胞分化之前，可望在其后代不患这种遗传病。
后代不患这种遗传病。
生殖细胞基因治疗，由于对后代遗传性状会有影响，生殖细胞基因治疗，由于对后代遗传性状会有影响，从而对人类的发展也有着深远影响从而对人类的发展也有着深远影响，涉，涉及医学研究活及医学研究活动中的伦理道德问题。
动中的伦理道德问题。
因此，目前对于生殖细胞的基因治疗研究仅限于动因此，目前对于生殖细胞的基因治疗研究仅限于动物物，不，不考虑人类。
考虑人类。
2.体细胞基因治疗体细胞基因治疗（somaticcellgenetherapy）。
将遗传物质导入患者体细胞，以达到治疗疾病的目将遗传物质导入患者体细胞，以达到治疗疾病的目的，其基因信息不会传至下一代。
的，其基因信息不会传至下一代。
只限于某一体细胞的基因的改变只限于某一体细胞的基因的改变只限于某个体的当代只限于某个体的当代目前临床上已采用的基因治疗方案均属于体细胞基因目前临床上已采用的基因治疗方案均属于体细胞基因治疗，如对治疗，如对SCID（重症联合免疫缺陷病重症联合免疫缺陷病（severecombinedimmunodeficiency）病人的治疗。
病人的治疗。
第二节第二节基因治疗的总体策略基因治疗的总体策略一、基因治疗的总体策略一、基因治疗的总体策略通过在适当的通过在适当的“靶细胞靶细胞”中有效表达中有效表达重组目的基因重组目的基因片段片段,实现实现基因治疗基因治疗。
原则：
原则：
1.1.致病基因的原位置换致病基因的原位置换2.2.基因的异位替代基因的异位替代3.3.直接抑制有害基因的表达直接抑制有害基因的表达4.4.增强机体免疫能力的基因治疗增强机体免疫能力的基因治疗
（一）基因替代和基因矫正治疗
（一）基因替代和基因矫正治疗基因替代基因替代以正常基因原位替代缺陷基因以正常基因原位替代缺陷基因（或变异基因）。
（或变异基因）。
基因矫正基因矫正将致病基因的异常碱基序列进行将致病基因的异常碱基序列进行纠正，而正常部分予以保留。
纠正，而正常部分予以保留。
这两种策略最为理想，因为它们均是对缺陷基这两种策略最为理想，因为它们均是对缺陷基因精确地原位修复，而不涉及靶细胞基因组的其它因精确地原位修复，而不涉及靶细胞基因组的其它变化。
变化。
然而由于技术原因，目前还只停留在细胞然而由于技术原因，目前还只停留在细胞水平的同源重组的研究阶段，离临床实际应用尚水平的同源重组的研究阶段，离临床实际应用尚有较长距离。
有较长距离。
（二）代偿性基因治疗
（二）代偿性基因治疗通过对有代偿功能的基因的正调控，通过对有代偿功能的基因的正调控，开启其关闭状态来代偿功能异常的基因。
开启其关闭状态来代偿功能异常的基因。
例如：
例如：
用某些作用剂提高用某些作用剂提高或或珠蛋白基因的珠蛋白基因的表达以治疗表达以治疗地中海贫血。
地中海贫血。
（三）基因补偿性治疗（三）基因补偿性治疗指将目的基因导入病变细胞或其他细指将目的基因导入病变细胞或其他细胞，不去除异常基因，而是通过目的基因胞，不去除异常基因，而是通过目的基因的非定点整合，使其表达产物补偿缺陷基因的非定点整合，使其表达产物补偿缺陷基因的功能或使原有的功能得以加强。
的功能或使原有的功能得以加强。
目前基因治疗多采用此种策略，目前基因治疗多采用此种策略，因为从理论上讲，基因补偿并不去除或因为从理论上讲，基因补偿并不去除或修正原有的变异基因，故相对来讲较容易。
修正原有的变异基因，故相对来讲较容易。
（四）基因失活性治疗（四）基因失活性治疗将特定的反义核酸，包括反义将特定的反义核酸，包括反义RNA、反义、反义DNA和和核酶核酶（ribozyme）导入细胞，在翻译和转录水平阻断某导入细胞，在翻译和转录水平阻断某些些基因的异常表达，以达到治疗疾病的目的。
基因的异常表达，以达到治疗疾病的目的。
（五）调控性基因治疗（五）调控性基因治疗通过导人编码调控蛋白的基因以治疗通过导人编码调控蛋白的基因以治疗基因表达异常的疾病，基因表达异常的疾病，例如：
例如：
以野生型以野生型P53P53基因治疗肺癌或急性白血病。
基因治疗肺癌或急性白血病。
（六）应用（六）应用“自杀基因自杀基因”的基因治疗的基因治疗n将将“自杀自杀”基因导入宿主细胞中，这种基因编码基因导入宿主细胞中，这种基因编码n的酶能使无毒性的药物前体转化为细胞毒性代谢物，的酶能使无毒性的药物前体转化为细胞毒性代谢物，n诱导靶细胞产生诱导靶细胞产生“自杀自杀”效应，达到清除肿瘤细胞效应，达到清除肿瘤细胞n的目的的目的。
常用的有：
常用的有：
HSV-tk基因、大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶、基因、大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶、（EC-CD）基因等。
基因等。
将将“自杀基因自杀基因”导入肿瘤细胞，该基因表导入肿瘤细胞，该基因表达产物即达产物即可可催化无毒性的药物前体转变成细胞毒物质，催化无毒性的药物前体转变成细胞毒物质，从而杀死肿瘤细胞；而正常细胞不含这种外源基因，从而杀死肿瘤细胞；而正常细胞不含这种外源基因，故不受影响。
目前此种策略已被批准进入临床。
故不受影响。
目前此种策略已被批准进入临床。
自杀基因的作用机制病毒载体病毒载体酶编码基因酶编码基因肿瘤细胞肿瘤细胞酶酶药物前体药物前体毒素毒素毒素向毒素向邻近邻近肿瘤肿瘤细胞细胞扩散扩散（七）免疫修饰性基因治疗（七）免疫修饰性基因治疗导入能使机体产生抗病毒或抗肿瘤免疫导入能使机体产生抗病毒或抗肿瘤免疫力的基因以达到治疗的目的。
力的基因以达到治疗的目的。
例如：
例如：
B7B7共刺激分子基因及各种淋巴细胞因子基共刺激分子基因及各种淋巴细胞因子基因的导入和表达、直接注入抗原基因等。
因的导入和表达、直接注入抗原基因等。
此种策略花样繁多，已被批准进入临床。
此种策略花样繁多，已被批准进入临床。
（八）特异性细胞杀伤性基因治疗（八）特异性细胞杀伤性基因治疗利用利用DNA重组技术构建以特异性杀伤靶细胞为目标的重组技术构建以特异性杀伤靶细胞为目标的“神奇弹头神奇弹头（magicbullet）”，“弹头弹头”部分是通过分部分是通过分子重组的各种生物来源的细胞毒素。
子重组的各种生物来源的细胞毒素。
如：
如：
1.假单胞菌绿脓杆菌外毒素假单胞菌绿脓杆菌外毒素（pseudomonasexotoxin，PE）、2.白喉毒素白喉毒素（diphtheriatoxin，DT）、3.蓖麻毒蛋白、蓖麻毒蛋白、4.天花粉以及真菌毒素天花粉以及真菌毒素-sarcin等，等，它们以酶催化方式发挥抑制蛋白合成的作用，它们以酶催化方式发挥抑制蛋白合成的作用，造成细胞杀伤，其毒性很强。
造成细胞杀伤，其毒性很强。
（九）生殖细胞基因治疗（九）生殖细胞基因治疗生殖细胞或胚胎干细胞补偿性基因治疗。
生殖细胞或胚胎干细胞补偿性基因治疗。
它是更为有效的基因矫正方式，但因涉及技术复它是更为有效的基因矫正方式，但因涉及技术复杂，受伦理道德的限制，目前只在动物实验中使杂，受伦理道德的限制，目前只在动物实验中使用，尚不能应用于临床。
用，尚不能应用于临床。
基因治疗的两条途径基因治疗的两条途径载体载体目的基因目的基因invivoexvivo靶细胞体外途径体外途径体内途径体内途径选择适宜的基因载体和基因转移系统选择适宜的基因载体和基因转移系统获得目的基因获得目的基因合理选择靶细胞合理选择靶细胞外源基因表达的筛检外源基因表达的筛检回输体内回输体内第三节第三节基因治疗的基本程序基因治疗的基本程序一、获得目的基因一、获得目的基因目的基因的来源：
目的基因的来源：
1.1.含目的基因的供体细胞的基因组含目的基因的供体细胞的基因组DNA2.经限制性内切酶消化后的经限制性内切酶消化后的DNA片段、片段、3.预先分离克隆的基因、经预先分离克隆的基因、经RT-PCR扩增得到扩增得到的的cDNA、人工合成的、人工合成的DNA片段。
片段。
其中分离克隆基因是目前获得目的基因最为其中分离克隆基因是目前获得目的基因最为常用的一种方法。
常用的一种方法。
二、合理选择二、合理选择靶细胞靶细胞已被应用的靶已被应用的靶细胞：
细胞：
淋淋巴细巴细胞、造胞、造血细血细胞、上胞、上皮细皮细胞、胞、角角质细胞、内皮细胞、成纤维细胞、质细胞、内皮细胞、成纤维细胞、肝肝细胞、肌细胞、肿瘤细胞等。
细胞、肌细胞、肿瘤细胞等。
在选择基因治疗靶细胞时在选择基因治疗靶细胞时，综合考虑以，综合考虑以下下因素因素11.发病的器官及位置发病的器官及位置可以选择病变本身器官的细胞，也可以选择病可以选择病变本身器官的细胞，也可以选择病变器官以外的细胞来作为基因治疗的靶细胞。
变器官以外的细胞来作为基因治疗的靶细胞。
例如：
在肝脏病的基因治疗中，例如：
在肝脏病的基因治疗中，可以选择肝细胞作为基因治疗的靶细胞；可以选择肝细胞作为基因治疗的靶细胞；在肝癌的基因治疗中，也可选择肝癌组织中浸润在肝癌的基因治疗中，也可选择肝癌组织中浸润的淋巴细胞作为其靶细胞；的淋巴细胞作为其靶细胞；有时甚至肿瘤细胞也可作为靶细胞的候选对象。
有时甚至肿瘤细胞也可作为靶细胞的候选对象。
2.2.靶细胞应容易取出和移植靶细胞应容易取出和移植基因治疗的一般常规途径是：
将靶细胞从体内取基因治疗的一般常规途径是：
将靶细胞从体内取出，经基因转化后再移植回人体内，目的基因在体出，经基因转化后再移植回人体内，目的基因在体内特定部位得到表达，以达到基因治疗的目的。
内特定部位得到表达，以达到基因治疗的目的。
这就要求靶细胞容易从体内取出和植回人体。
这就要求靶细胞容易从体内取出和植回人体。
最容易取出和移植的细胞当属血液系统的细胞。
最容易取出和移植的细胞当属血液系统的细胞。
3.3.靶细胞容易在体外
升级会员 