基因治療

基因治療（gene therapy）是指將外源正常基因?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償因基因缺陷和異常引起的疾病，以達(dá)到治療目的。也就是將外源基因通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將其插入病人的適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中，使外源基因制造的產(chǎn)物能治療某種疾病。從廣義說，基因治療還可包括從DNA水平采取的治療某些疾病的措施和新技術(shù)。例如，有人用5-氮胞苷（5-azocytidine）治療鐮形細(xì)胞貧血和β-地中海貧血，目的是使5-氮胞苷抑制甲基化酶，讓已關(guān)閉的γ基因（胎兒及新生兒期的珠蛋白β基因簇的成員）開放，使之大量合成γ鏈，與α鏈形成HbF（α2γ2），來替代HbA喪失的功能。此法已在患者取得一定效果，但尚須探索改進(jìn)。再如80年代發(fā)展起來的反義技術(shù)（antisense technology）也是在RNA`DNA水平治療疾病的一種很有發(fā)展前途的高新技術(shù)。

腫瘤的基因治療是治療腫瘤的一種新方法，它通過基因移植的方法，將"治病"的外源基因?qū)巳梭w?；蜻@個名詞已被提及無數(shù)遍，但究竟什么是基因，為什么基因可以治療腫瘤，對醫(yī)學(xué)知識缺乏的人來說仍然還是困惑不解?？茖W(xué)家們對這些問題深入淺出地介紹將有助于你解開這個謎。

（一）基因 基因是一種遺傳物質(zhì)，它的物質(zhì)基礎(chǔ)是脫氧核糖核酸(DNA)。DNA由脫氧核苷酸連接而成單鏈。一個基因的DNA所含的核苷酸數(shù)目可多達(dá)數(shù)千至上百萬。但是，核苷酸只有四種，即A、T、G、C。成千上萬的核苷酸可由ATGC按不同的順序排列，這種排列的順序，叫做"序列"。雖然核苷酸僅有四種，但是長達(dá)成千上萬核苷酸所組成的DNA，可以排列出不知多少種的序列。不同的序列組成了不同的基因。人體應(yīng)該有10萬個以上基因。

（二）基因表達(dá) 基因是看不到或摸不著的東西，但它最終要以蛋白的形式表現(xiàn)(或表達(dá))出來。基因是DNA，它怎么會制造出蛋白呢?原來基因是由兩股DNA鏈的雙螺旋結(jié)構(gòu)所組成。它在行使功能前，先要解開，暴露出單鏈，其中一條是有功能的鏈，叫做正鏈。這條DNA鏈可以通過酶的作用，按核苷酸(A、T、G、C)序列，合成一條RNA互補(bǔ)鏈。這樣，就可以把DNA上包含的"信息"準(zhǔn)確無誤地傳遞到它對應(yīng)的RNA鏈上去。這個過程正像用錄音機(jī)將一盤磁帶錄到另一盤空白磁帶上去一樣，我們叫他為"轉(zhuǎn)錄"。唯一不同的是，母帶上的信息是DNA，子帶上的信息已轉(zhuǎn)為RNA。RNA上所持有的信息，通過三個核苷酸決定一個氨基酸的原則，通過細(xì)胞質(zhì)里一套"機(jī)器"把RNA的序列翻譯成按一定的氨基酸序列排列的多肽。這樣，基因(DNA)通過"轉(zhuǎn)錄"成RNA，最后由RNA"翻譯"成蛋白。基因通過轉(zhuǎn)錄、翻譯最后生產(chǎn)出蛋白，這個全過程稱為"基因表達(dá)"。

（三）腫瘤形成與基因關(guān)系 關(guān)于腫瘤的發(fā)生機(jī)制，已經(jīng)追到基因水平。癌癥的發(fā)生與細(xì)胞內(nèi)存在的癌基因和抑癌基因的失常有關(guān)。癌基因之一的原癌基因就是人正常的細(xì)胞基因，在細(xì)胞的正常生長、分化及傳遞過程中"忠于職守"，但在一定條件下，它們"反目為仇"，參與細(xì)胞轉(zhuǎn)化和腫瘤發(fā)生的過程。癌基因被激活并過分表達(dá)，抑癌基因的缺失或突變等，均導(dǎo)致細(xì)胞生長和分化調(diào)節(jié)失控，出現(xiàn)細(xì)胞持續(xù)分裂，促使了細(xì)胞癌變。由于一種基因決定一種蛋白質(zhì)的形成，損壞的基因必然導(dǎo)致?lián)p壞的蛋白質(zhì)。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)100多種癌基因和10多種抗癌基因。

（四）基因工程 基因工程就是把基因的編碼序列放進(jìn)一個"載體"中，加上啟動基因(啟動子)表達(dá)和增強(qiáng)它表達(dá)的元件(增強(qiáng)子)以及表達(dá)的終止元件，組成一個"重組體"，稱之為某個基因的表達(dá)載體。然后，把它放進(jìn)細(xì)胞中去，讓它生產(chǎn)出所要的蛋白。

根據(jù)組成這種表達(dá)載體中的元件不同，重組體可以在細(xì)胞如大腸桿菌中表達(dá)，也可在酵母或哺乳動物細(xì)胞中表達(dá)，經(jīng)分離純化后作為一種藥物。借助于基因工程技術(shù)，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出能阻止細(xì)胞癌變的各個階段的藥物。這類藥物完全可能根據(jù)病人特定的基因突變情況來設(shè)計(jì)，做到"量體裁衣"，即個體化的藥物治療。應(yīng)用基因工程技術(shù)，如利用細(xì)胞或感冒病毒，還可大量快速復(fù)制出所需要的基因，對有缺陷的基因進(jìn)行修補(bǔ)，從而達(dá)到預(yù)防及治療的目的。

（五）基因治療 就是把基因直接導(dǎo)入人體或先導(dǎo)入人的細(xì)胞然后再輸入人體，讓這種基因達(dá)到治療目的。首先是治療基因的選擇?；蛑委煹年P(guān)鍵技術(shù)是基因?qū)?，分三個步驟：①構(gòu)建重組載體：即把治療基因載體(如病毒)在體外拼接。②重組載體轉(zhuǎn)染：可通過注入體外培養(yǎng)的病人的受體細(xì)胞中，再回輸體內(nèi)；若采用脂質(zhì)體載體，可直接注入瘤體內(nèi)。③穩(wěn)定治療基因的體內(nèi)表達(dá)?；蛑委煹那熬昂苷T人，但基因治療要求極為茍刻，還有許多問題需要進(jìn)一步深入研究。

基因療法 目前治療癌癥的基因療法種類頗多，都從各個角度殺傷癌細(xì)胞。主要集中在免疫基因治療、藥物敏感性基因治療和腫瘤抑制基因治療三個方面。

(1)免疫基因治療：就是從調(diào)整人體免疫機(jī)制人手，使腫瘤細(xì)胞自己跳出來被人體撲滅，或加強(qiáng)人體"剿癌"兵力而獲勝。常用方法有：①細(xì)胞因子基因治療：將某些細(xì)胞因子基因如IL-2、IL-4、IL-6、B7-1，GM-CSF等轉(zhuǎn)染腫瘤細(xì)胞后，增強(qiáng)機(jī)體對腫瘤細(xì)胞的免疫反應(yīng)。②腫瘤抗原基因免疫治療：將某些腫瘤抗原基因如MHC基因等轉(zhuǎn)染腫瘤細(xì)胞，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞免疫原性。②反義基因治療：應(yīng)用反義核酸在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平，通過堿基互補(bǔ)原則封閉某些異?；虻谋磉_(dá)，反義核酸被稱為信息藥物。④一些癌基因激活后可使細(xì)胞表面的生長受體活性增加，導(dǎo)致腫熠發(fā)生，用抗體和小分子藥物抑制這些受體的活性可抑制腫瘤生長。用抗體抑制癌基因的產(chǎn)物殺滅腫瘤細(xì)胞，如用Herceptin抗體中和癌基因HER-2的產(chǎn)物治療乳腺癌。上皮生長因子(EGF)受體與癌的發(fā)生亦有關(guān)系。用EGF受體的單克隆抗體，單獨(dú)或與傳統(tǒng)的化療藥物結(jié)合，對腎癌、乳腺癌、前列腺癌和頭頸腫瘤進(jìn)行治療。

另外，端粒酶在形成過程中依賴一種染色體端粒分泌出的名叫HTERT的蛋白質(zhì)，他是端粒酶產(chǎn)生的基礎(chǔ)和模板。采用基因工程手段對這種蛋白進(jìn)行改造，把它由端粒酶的"保姆"改造成了"殺手"，抑制端粒酶的產(chǎn)生過程，從而阻止癌細(xì)胞的無限分裂。已在腸癌，卵巢癌、乳腺癌進(jìn)行了試驗(yàn)，注入HTERT后，腫瘤停止了生長。

(2)藥物敏感性基因治療，即利用"自殺基因"殺傷腫瘤細(xì)胞。"自殺基因"是來自病毒或細(xì)胞的基因，其表達(dá)產(chǎn)物可將原先對哺乳動物細(xì)胞無毒或極低毒性的藥物轉(zhuǎn)換成毒性產(chǎn)物，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。人們利用單純皰疹病毒胸苷激酶基因(HSV葉k)來治療腦惡性膠質(zhì)瘤，用"自殺基因""插入"正在分裂增殖的腫瘤細(xì)胞。并與腫瘤基因組"整合"而"生出"胸苷激酶。該酶使能進(jìn)入腫瘤細(xì)胞和原來對該細(xì)胞無毒的一種叫更昔洛韋的藥物立即"翻臉"成為"毒死"腫瘤細(xì)胞的"殺手"，同時還能產(chǎn)生"旁觀者效應(yīng)"，即殺死鄰近的腫瘤細(xì)胞。我國上海市腫瘤研究所基因?qū)嶒?yàn)室在國內(nèi)率先研制成功的胸苷激酶基因工程化細(xì)胞制劑已開始用于腦惡性膠質(zhì)細(xì)胞瘤的基因治療。

(3)腫瘤抑制基因治療：這方面研究最多的為野生型p53基因療法。美國德州MD安德森癌癥中心胸外科的研究小組開展的直接瘤體內(nèi)注射攜帶野生型p53基因的重組腺病毒(Adp53)治療頭頸部鱗癌和非小細(xì)胞肺癌病人I期臨床研究在國際腫瘤學(xué)界影響很大。英國、埃及和意大利三國臨床合作小組直接將野生型p53基因表達(dá)質(zhì)粒注射入肝癌瘤體內(nèi)，未觀察到明顯毒副作用。國內(nèi)一些醫(yī)院或醫(yī)學(xué)中心已完成了該治療的臨床前研究。這些研究成果顯示了p53基因具有治療腫瘤的潛力。

(4)基因預(yù)防：一個細(xì)胞在演變?yōu)榘┲暗臄?shù)年甚至幾十年中，分子水平的基因突變多數(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，及時了解某些特定基因的完損與否，就可以通過減少對致癌因素的接觸以及修復(fù)基因的功能來達(dá)到預(yù)防的目的