基因治疗

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基因治疗(Gene Therapy)

　　基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导人人体靶细胞，以纠正基因缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病的目的。广义的基因治疗是指利用基因药物的治疗，而通常所称狭义的基因治疗是指用完整的基因进行基因替代治疗，一般用DNA序列。

　　目前基因治疗的主要方法有2种：一是直接疗法：纠正突变基因即在原位修复缺陷的基因，以达到治疗目的。具体做法是取出患者体细胞，对不正常的基因进行修饰，使之成为正常的基因，然后将改造后的细胞送回患者体内。这是理论上较理想的基因治疗策略，但实际应用中还存在不少问题。二是间接疗法，即以正常基因替代致病基因，导人外源正常基因，代替有缺陷的基因。对靶细胞而言，没有去除或修复有缺陷的基因。我国对B型血友病患者的治疗就是采取的后一种方法。直接和间接法均是用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。

　　与基因转移的受体细胞不同，基因治疗有2种途径：体细胞基因治疗和生殖细胞基因治疗。体细胞基因治疗是指将正常基因转移到体细胞，使之表达基因产物以达到治疗目的。该治疗不必矫正所有的体细胞。只涉及体细胞的遗传改变并不影响下一代，故已被广泛用于严重疾病的治疗。生殖细胞基因治疗是指将正常细胞基因转移到患者的生殖细胞(精细胞，卵细胞早期胚胎)使其发育成正常个体。这是理想的治疗方法，从根本上治疗遗传病，使其有害基因不能在人群中播散。但实际上这种靶细胞的遗传修饰至今尚无实质性进展。原因是其基因转移效率不高，只能用显微注射方法，且仅适用于排卵周期短而次数多的动物，所以很难适用于人类。加之由于受精卵或早期胚胎细胞的遗传改变势必会影响后代，伦理学上的分歧也使生殖细胞基因治疗举步维艰。

　　目前基因治疗的策略包括基因替代、基因修正、基因增强、基因抑制和基因失活 这些无一例外的均需要基因转移。目前基因转移的方法有物理、化学和生物三大类，其中生物转移在人类细胞中应用最为广泛。生物法主要是指病毒介导的基因转移．是通过病毒为载体，将外源基因通过重组技术与病毒重组，然后去感染受体细胞。目前研究最为系统深入的应用最多最成功的是逆转录病毒，病毒感染细胞后其基因组RNA经逆转录产生双链DNA拷贝。插入宿主染色体形成前病毒，前病毒转录产生的正链既是病毒RNA，再与前病毒编码的外壳蛋白包装成新的病毒颗粒。完整的病毒颗粒具有插入宿主染色体必需的全套酶系统，适用于介导基因转移。而用于人体细胞实验的以慢病毒为佳。慢病毒也属于逆转录病毒，像其它逆转录病毒一样，慢病毒基因组经逆转录后能整合在宿主DNA上，也可以在正常细胞中进行操作，因此可将它改建为有用的外源基因的转移载体。与非慢病毒逆转录病毒载体不同的是，慢病毒载体还具有以下特征：宿主范围广泛，既能有效感染分裂期细胞，又能有效感染非周期性和有丝分裂后的细胞。病毒载体经改构后不在宿主细胞繁殖，不会导致寄主细胞的死亡，因此被它感染的或转化的动物细胞能够连续传代。因为慢病毒所构建的siRNA表达载体是由RNA聚合酶Ⅲ启动子来指导RNA合成的，构成siRNA的正义与反义链可由各自的启动子分别转录，然后两条链互补结合形成siRNA。也可由载体直接表达小发卡状RNA在细胞里进一步加工成siRNA。众所周知体外合成的siRNA对基因的表达的抑制作用通常是短暂的，而应用慢病毒载体转移到细胞内的策略，对基因表达的抑制效果非常稳定。在长期稳定表达载体的细胞中，可长期发挥阻断基因表达的作用，因而目前已广泛用于RNA干扰研究中。

　　基因治疗，尤其是生殖细胞基因治疗不可避免会引起一场旷日持久的伦理之争。从伦理学角度看，因体细胞基因不对其后代产生影响，体细胞的基因治疗符合伦理道德争议较少。人们只需关注其对个体是否安全即可，对某些病情严重且无有效治疗方法的患者而言，大多乐于接受这种治疗。体细胞基因治疗的主要缺点是只使缺陷的基因在治疗的个体得到纠正，其下一代仍可能产生同样的遗传性疾病或缺陷，这就使得科学家们不得不寻求生殖细胞基因治疗。实际上，生殖细胞的基因治疗正是体细胞基因治疗的扩展与延伸，理论上可以从根本上消除某一疾病的垂直传播。但其最大的缺点是受目前医学科研技术和知识水平的限制，其对后代可能造成的损害存在各种不确定因素．其后果也无法明确把握和预测。例如接受转基因受体的生殖细胞可能发生随机整合，并垂直传播给下一代．使后代变成癌易感者及其它疾病易感者，甚至有可能产生非人类的一些特征和性状，这在伦理学上是绝对不能允许的。此外，每个个体均有自己的生命权且有权利保护自己的基因不被人工操纵，而生殖细胞基因治疗的后果将影响到许多代人。他们将会成为未知情、未同意的受试者，这在伦理学上无法解决。因此目前各国政府对基因治疗均采取慎之又慎的态度，在少量批准应用体细胞基因治疗外，禁止将生殖细胞基因治疗用于临床，我国也不例外。1993年卫生部制订了《人的体细胞治疗和基因治疗临床研究质控要点》，只批复同意体细胞的基因治疗。可以相信，一旦基因治疗技术发展到了足以消除对后代可能造成的损害时，或至少是这种损害和后果可以明确把握和预测。且有相应的有效的预防措施时。生殖细胞基因治疗就会有实质性进展。

　　总之，基因治疗作为一项全新的疾病治疗手段，已经显现出强大的发展势头和美好的发展前景。尤其是近20多年来．人类在体细胞基因及宫内造血干细胞移植和基因治疗领域均取得了很大的进步。因而可相信即使面临极大的挑战，但随着人类基因组计划的顺利实施和完成 新的人类疾病基因的发现和克隆，基因治疗将会成为众多疑难疾病治疗的重要组成部分。其临床应用将不断取得突破性进展。

　　高效表达载体和适用于临床的基因转移方法是决定基因治疗成功的基础，在体内精密调控目的基因的表达是决定基因治疗成功的关键，基因治疗的安全性是决定基因治疗成功的保证。基因治疗的发展已取得了巨大成就，它已被看成是对先天和后天基因疾病的潜在的、有效的治疗方法，不过它依然存在缺少高效的传递系统、缺少持续稳定的表达及宿主产生免疫反应等问题。今后基因治疗研究将向2个方向发展：其一是基础研究更加深入，以解决在临床应用中遇到的一些困难及基因治疗本身需要解决的一些难点(如靶向性差、可控性弱、目的基因少等)为主要研究内容；其二是临床项目增多，实施方案更加优化，判断标准更加客观，评价效果更加精确。成功的基因治疗应以安全、有效、简便、实用为目的。随着人类基因组计划的顺利实施和完成，以及新的人类疾病基因的发现和克隆，基因治疗研究和应用将不断取得突破性进展。

　　从理论上看，基因治疗的着眼点必须从整体的系统观点出发，始终着眼于局部与整体、整体与外部环境的相互联系、相互作用、相互制约的关系。基因治疗最终要落脚于人类疾病的治疗，但基因治疗是一种新技术，在理论和技术方面尚有一些关键问题急须发现和解决。有人提出，为了最大限度地保护病人，基因治疗应采用“优后原则”，即当其他传统疗法无效或微效时，再使用基因治疗，安全性是基因治疗首要解决的问题。开发一种能高效转移基因、表达高度组织特异性、能进行精确控制表达的理想载体是关键的突破口。目前病毒载体由于插入后不稳定因素太多，虽然表达较稳定，但终究要逐渐被方兴未艾的非病毒载体所取代。虽然对各种新载体的研究尚不健全，且大部分是体外研究，而体内外环境差别很大，但科学从不会放弃任何有希望而又有可能的尝试，要开发出更安全、有效的非病毒载体，还需要漫长的理论创新和技术突破，这并不妨碍人们对它们成为理想的基因治疗载体寄予厚望。