基因诊断与治疗.pptVIP

基因治疗(gene therapy)是指通过在特定靶细胞中表达该细胞本来不表达的基因，或采用特定方式关闭、抑制异常表达基因，达到治疗疾病目的的治疗方法。 在基因治疗研究的早期，基因治疗是指将目的基因导入靶细胞后与宿主细胞内的基因组发生整合,成为宿主遗传物质的一部分，目的基因表达产物起到对疾病的治疗作用。随着基因治疗基础研究的发展，治疗研究的技术不断进步，研究内容也不断扩展： 一、基因治疗的概念 不仅可以将外源性正常基因导入到病变细胞中，替代或与缺陷基因共存，产生正常基因表达产物以补充缺失的或失去正常功能的蛋白质，而且可以采用适当的技术抑制细胞内过盛表达的基因，达到治疗疾病的目的；还可以将特定的基因导入非病变细胞，在体内表达特定产物，达到治疗疾病的目的；也可以向功能或生物学特性异常的细胞中导入细胞本来不表达的基因，利用其表达产物达到治疗疾病的目的。在这些治疗研究中，所应用的目的基因就像临床上使用的药物一样，在治疗中发挥作用。 二、基因治疗研究的主要内容或策略 （一）基因标记 基因标记(gene labeling)实验是基因治疗的前奏。标记假定对患者有治疗作用的细胞，用标记实验验证两个问题： ①外源基因能否安全地转移到患者体内； ②从患者体内取出的细胞能否检测到转移基因的存在。 接受标记实验的患者不一定直接获得治疗效果，其主要目的是得到对于进一步临床基因治疗有用的信息。目前常用的基因标记 方法是将含neo基因(neomycin phosphorransferase gene,新霉素磷酸转移酶基因)的重组逆转录病毒载体在体外转染细胞，然后输入体内，可以很方便地跟踪这种标记细胞的命运。 最早进行的基因标记临床研究是肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)基因标记实验。从恶性黑色素瘤组织或转移淋巴结制备TIL细胞，在IL-2的存在下进行培养。这种TIL能杀伤肿瘤细胞。基因标记实验是在体外将含有抗性标记基因(neo基因)的逆转录病毒载体转染TIL，传代培养的TIL即含有neo基因，能在含抗生素G418的培养液中生长，筛选出基因转染细胞。 将这种基因修饰过的TIL注射给黑色素瘤患者，可以研究TIL在体内各组织器官、血液循环、淋巴结、肿瘤组织的分布情况，观察TIL是否能进入肿瘤组织以及它在体内的存活时间，同时能了解这种体外基因修饰过的TIL是否会自主生长和恶变，注射后对人体是否有害，这些问题的研究为基因治疗打下了基础。 恶性肿瘤(特别是白血病)患者在进行大剂量化疗后，机体免疫防御功能也受到严重破坏。在这种情况下，常需给病人输回在治疗前储存的自身骨髓以重建骨髓的正常功能。 若将骨髓细胞进行标记，便于研究输入骨髓细胞的命运，以了解移植骨髓细胞重建的生物学，为骨髓移植提供更合适的条件，同时也可作为判断净化骨髓细胞中的肿瘤细胞方法成功与否的指标。 同样，在进行其它各种疾病的治疗之前，都可以进行类似的标记实验，以获得基因治疗研究中的许多必需的资料。 所谓基因置换(gene replacement)或称基因矫正(gene correction)，是指将特定的目的基因导入特定的细胞，通过定位重组，以导入的正常基因置换基因组内原有的缺陷基因。基因置换的目的是纠正缺陷基因，将缺陷基因的异常序列进行矫正，对缺陷基因的缺陷部位进行精确的原位修复，不涉及基因组的任何改变。 基因置换的必要条件是：①对导入的基因及其产物有详尽的了解；②外来基因能有效地导入靶细胞；③导入基因能在靶细胞中长期稳定驻留；④导入基因能有适度水平的表达；⑤基因导入的方法及所用载体对宿主细胞安全无害。 （二）基因置换 利用基因打靶技术，在基因置换的实验研究中已取得了一些进展。Oliver等利用基因同源重组的基因打靶技术将人的β-珠蛋白基因实现了定点整合。Capeehi等应用小鼠胚胎干细胞(ES)也实现了次黄嘌呤磷酸核糖转移酶(HPRT)基因的定点重组。实现定点重组或整合的条件是转导基因的载体具有与染色体上的DNA相同的序列。这样，带有目的基因的载体就能找到同源重组的位点进行部分基因序列的交换，以使基因置换这一基因治疗策略得以实现。 要实现基因置换，需要采用同源重组使相应的正常基因定位导入受体细胞的基因缺陷部位。定位导入的自然发生率约1／100万，采用胚胎干细胞培养的方法，这种同源重组的检出率最高可达1／10。考虑到正常体细胞的生命周期，以及克隆筛选等实验给细胞生长带来的一系列问题尚未解决，因此用同源重组修复异常基因的方法进行遗传病的基因治疗只能作为远期目标。 基因添加或称基因增补(gene augmentation)是通过导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因。基因添加有两种类型： 一是针对特定的缺陷基因导入其相应的