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基因治疗

概述

基因治疗(gene therapy)是指将外源正常基因导入靶细胞,以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病,以达到治疗目的。也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入患者的适当的受体细胞中,使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。

方法

1.基因转移方法
(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,如今既可人工合成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,其转移方法较多,常用的要有下列几类:
1)化学法:将正常基因DNA(及其拷贝)与带电荷物质和磷酸钙、DEAE-葡萄糖或与若干脂类混合,形成沉淀的DNA微细颗粒,直接倾入培养基中与细胞接触,由于钙离子有促进DNA透过细胞有作用,某些化合物可扰乱细胞膜,故可将DNA输入细胞内,并整合于受体细胞的基因组中,在适当的条件下,整合基因得以表达,细胞亦可传代。
2)物理法:包括电穿孔法和直接显微注射法。①电穿孔法:电穿孔法是将细胞置于高压脉冲电场中,通过电击使细胞产生可逆性的穿孔,周围基质中的DNA可渗进细胞,但有时也会使细胞受到严重损伤。②显微注射法:显微注射是在显微镜直视下,向细胞核内直接注射外源基因,这种方法应是有效的。③脂质体法:脂质体法是应用人工脂质体包装外源基因,再与靶细胞融合,或直接注入病灶组织,使之表达。
3)同源重组法:同源重组是将外源基因定位导入受体细胞的染色体上,在该座位因有同源序列,通过单一或双交换,新基因片段替换有缺陷的片段,达到修正缺陷基因的目的。
4)病毒介导基因转移:前述的化学和物理方法都是通过传染方式基因转移。病毒介导基因转移是通过转换方式完成基因转移,即以病毒为载体,将外源目的基因通过基因重组技术,将其组装于病毒上,让这种重组病毒去感染受体宿主细胞,这种病毒称为病毒运载体。
2.选择靶细胞的原则
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,最后可延续至患者的整个生命期;
(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,目的基因表达最好具有组织特异性的细胞。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、小肌营养不良蛋白基因都已证明能在肌细胞中表达。

策略

1.基因矫正
纠正致病基因中的异常碱基,而正常部分予以保留。
2.基因置换
指用正常基因通过同源重组技术,原位替换致病基因,使细胞内的DNA完全恢复正常状态。
3.基因增补
把正常基因导入体细胞,通过基因的非定点整合使其表达,以补偿缺陷基因的功能,或使原有基因的功能得到增强,但致病基因本身并未除去
4.基因失活
将特定的反义核酸(反义RNA、反义DNA)和核酶导入细胞,在转录和翻译水平阻断某些基因的异常表达,而实现治疗的目的。
5.自杀基因
在某些病毒或细菌中的某基因可产生一种酶,它可将原无细胞毒或低毒药物前体转化为细胞毒物质,将细胞本身杀死,此种基因称为“自杀基因”。<

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