什么是生物基因治疗?

来源:医生在线 时间:2012/03/29 14:22 阅读:1106
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  什么是生物基因治疗?从基因角度用正常有功能的基因置换或增补缺陷基因的方法,从治疗方面是将新的遗传物质转移至某个体的细胞内使其获得治疗效果。基因治疗作为治疗疾病的一种新手段,正愈来愈受到人们的重视和关注。

  一、基因治疗的定义

  基因疗法兴起于上个世纪90年代,基因疗法,就是利用健康的基因来填补或替代基因疾病中某些缺失或病变的基因,目前的基因疗法是先从患者身上取出一些细胞,然后利用对人体无害的逆转录病毒当载体,把正常的基因嫁接到病毒上,再用这些病毒去感染取出的人体细胞,让它们把正常基因插进细胞的染色体中,使人体细胞就可以“获得”正常的基因,以取代原有的异常基因。

  二、基因治疗必须具备的条件

  1、选择适当的疾病,并对其发病机理及相应基因的结构功能了解清楚;2、纠正该病的基因已被克隆,并了解该基因表达与调控的机制与条件;3、该基因具有适宜的受体细胞并能在体外有效表达;4、具有安全有效的转移载体和方法,以及可供利用的动物模型。近三年来,已对若干人类单基因遗传病和肿瘤开展了临床的基因治疗。

   三、基因治疗的基本程序

  1、治疗性基因的获得 2、基因载体的选择3、靶细胞的选择 4、基因转移方法 5、转导细胞的选择鉴定 6、回输体内。

  四、基因治疗的方法

  1、特异正常基因的分离与克隆。

  应用重组DNA和分子克隆技术结合基因定位研究成果,已有不少基因并将会有更多人类基因被分离和克隆,这是基因治疗的前提,在当代分子生物技术条件下,一般来说,只要有基因探针和准确的基因定位,任何基因都可被克隆。

  除此,现在既可人工合成DNA探针,还可用DNA合成仪在体外人工合成基因,这些都是在基因治疗前,分离克隆特异基因的有利条件。

  2、外源基因的转移:基因转移是将外源基因导入细胞内。

  靶细胞:这里所指的靶细胞是指接受转移基因的体细胞。

  选择靶细胞的原则是:①必须较坚固,足以耐受处理,并易于由人体分离又便于输回体内;②具有增殖优势,生命周期长,能存活几月至几年,较后可延续至病人的整个生命期;③易于受外源遗传物质的转化;④在选用反转录病毒载体时,目的基因表达较好具有组织特异性的细胞。

  目前使用得较多的是骨髓干细胞、皮肤成纤维细胞、肝细胞、血管内皮细胞和肌细胞等。许多遗传病与造血细胞有关,故可用于如β地贫、严重复合免疫缺陷病等的基因治疗。皮肤成纤维细胞易于移植和从体内分离,又可在培养中生长,并易存活,故有人用之于乙型血友病的基因治疗。有不少遗传病表现了肝细胞功能缺陷,因此,在家族性高胆固醇血症的治疗中,有将低密度脂蛋白(LDL)受体基因转移至肝细胞的尝试。

  在动物实验中已证明:β-半乳糖苷酶基因、ADA基因、小肌营养不良蛋白(minidystrophin)基因都已证明能在肌细胞中表达。

  下一页:基因治疗需要满足的条件


  五、基因治疗需要满足的条件

  1、有问题的基因,有些必须确定它如何在混乱的状况或结果的信息必须是已知的,这样可以改变基因载体的使用和相应的细胞或组织可以有针对性。

  2、该基因被克隆也必须如此,它可以插入到载体。

  3、一旦该基因转移到新的细胞,其表达(无论是打开或关闭)需要加以控制。

  4、必须有在治疗与基因治疗的条件或障碍足够的价值 - 也就是,有没有简单的方法来对待它?

  5、该风险和混乱的状况或基因疗法的好处有利于平衡必须比较其他现有的治疗方法。

  6、从细胞和动物实验所需的足够的数据表明,工程和过程本身是安全的。

  7、一旦上述得到满足,研究人员可获准启动的程序,这是由机构密切审查委员会和政府机构的安全监测的临床试验。

  六、基因治疗的应用

  近年来,由于医学的进步,诊断和治疗的水平不断提高,从前严重威胁人类生命的一些疾病,如天花、霍乱、鼠疫、结核等传染病已渐趋绝迹或基本得到控制,发病率大幅度下降,而与此相比,一些同遗传因素密切相关的人类遗传性疾病在发病率和死亡率中所占比例日益突出,对人类本身的危害也更为明显。特别是一些严重的遗传性疾病,例如重型地中海贫血等,往往使现代医学亦束手无策。

  虽然产前诊断,早期人工流产是使家庭避免养育严重的基因疾患后代的好方法,但仍然不能认为是处理遗传病的完善措施,基因治疗才是人类征服遗传性疾病较有希望的手段。

  以下是基因治疗常应用的几方面:

  1、恶性肿瘤:

  肿瘤的发生是由于化学毒物、射线等环境因素诱发细胞的基因调控异常所致的疾病,通常伴有多种基因的改变。恶性肿瘤是危害人类健康较为严重的疾病之一。它不仅给人们的精神上造成极大痛苦,并给社会造成巨大的经济负担。因此,恶性肿瘤长期以来一直是医学界关注的焦点、力图攻克的难关。至1999年上半年,全世界已有380个基因治疗临床草案,其中百分之七十为肿瘤基因治疗。

  2、心血管疾病:

  随着人们生活水平的提高,心血管疾病的死亡率逐年增高。随着研究的不断深入,人们发现心血管疾病是一种多基因遗传病。心血管病的基因治疗越来越引起人们的关注,成为继肿瘤基因治疗之后的又一热点。

  3、腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症:

  腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症是一种很少见的基因疾病。正常的腺苷脱氨酶(ADA)基因可以产生一种叫做腺苷脱氨酶的酶,而这种酶是人体免疫系统有效运行的基础。患有腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症的病人没有这种基因完整无缺的复制品,而他们有缺陷的复制品不能产生有效的腺苷脱氨酶(ADA)。腺苷脱氨酶(ADA)缺乏的孩子一生下来,就患有严重的免疫缺陷,很容易被严重感染。即使是很轻微的病菌性疾病,也会引起可怕的后果。

  如果不及时治疗,这种疾病会导致小生命夭折。虽然可以替换腺苷脱氨酶(ADA),但效果很有限。脐带血含有丰富的干细胞。目前,研究人员正在用取自脐带血液并已改变了基因的干细胞,对三个刚出生不久的患有腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症的婴儿进行治疗。

  4、其他

  如遗传病,AIDS,类风湿等。此外,对一些遗传病如血友病,地中海贫血、高雪氏病的治疗等正在探索中。


  七、基因治疗应用与实践方面发展缓慢的原因

  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,其前景是巨大的,但又由于现在某些技术的因素的限制基因治疗应用与实践方面发展比较缓慢的,原因有以下几点:

  1 、从基础研究到临床实践需要分子生物学家和临床医生的很好结合,目前的临床试验方案都还太复杂。基因治疗的成功应用还有待于基础科学研究的加强。还有很多基础科学家和医生怀疑基因治疗。因为科学上出现的一些挫折往往影响了将基因治疗转入临床应用的热情,为了吸引这批人,必需保证科学的解释问题并不成为临床评价的依据。科学的成就是事实和它的一致性,而不能靠中间调停的手段解决问题。

  2、长期安全性的问题还是存在,也限制了临床应用的发展,这需要社会公众的支持和合作。

  3、伦理道德方面的争论也是影响因素之一。

  4、简单的基因缺失一般通过基因转移技术在细胞培养中便可纠正,但临床应用上却是另一回事,反映出in vitro和in vivo,基础技术和临床应用间的差异性。

  八、基因治疗的前景一个广阔的应用前景的基因治疗是治疗I型糖尿病

  在美国研究人员利用作为载体,提供了肝细胞生长因子基因(肝细胞生长因子),以从大鼠胰岛细胞的腺病毒删除。他们注入糖尿病大鼠改变的细胞,并在一天之内,老鼠正在控制他们的血糖水平比对照组好。该模型模拟了人类,并显示胰岛细胞移植的肝细胞生长因子的基因加入,大大增强了胰岛细胞的功能和生存。

  在加拿大,研究人员在埃德蒙顿,阿尔伯塔省还制定了协议来治疗I型糖尿病。 医生用超声波引导到上腹部和肝脏有小导管。 胰岛细胞,然后注入通过导管进入肝脏。 随着时间的推移,小岛是建立在肝脏,并开始释放胰岛素。

  另一种基因治疗中的应用是治疗X -连锁严重联合免疫缺陷(的X - SCID鼠),这种疾病在婴儿缺乏T和免疫系统B细胞很容易受到感染。

  目前的治疗是从一个匹配同胞,这并不总是可能或长期有效的骨髓移植。 在法国和英国的研究人员,了解这种疾病是由于X染色体上的处理通过更换缺陷基因体外14名儿童,缺陷基因。

  在接受改变的细胞,患者表现出他们的免疫系统功能大大改善。不幸的是,两个孩子制定了治疗白血病后几年的形式。进一步的调查表明,载体,插入附近的原癌基因,进而导致T细胞不受控制的生长基因。临床试验中被搁置,直到一个更安全的方法可以设计和测试。

  基因治疗前景是光明的。基因治疗为我们全人类带来了希望。  

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