肿瘤的基因治疗及应用前景

　　董 琳1,赵健雄2

　　作者单位:1.宁夏自治区第二人民医院,宁夏 固原 7560002.兰州医学院,甘肃 兰州 730000

　　随着细胞生物学和分子生物学的理论和技术的飞速发展 ,基因治疗这一崭新方法尽管还多处于实验阶段 ,却显示出良好的应用前景。自1991年 Huber等提出病毒导向的酶解原药疗法 (Virus directed enzyme prodrug therapy ,VDEPT) 以来 ,有关的基因研究成为热门课题。基因治疗是将有功能的基因转移到患者的体内以纠正有缺陷的基因或赋以患者的功能 ,以达到治疗甚至预防疾病的目的。可进行基因治疗的疾病主要有遗传病、病毒性疾病和恶性肿瘤。本文重点介绍恶性肿瘤的基因治疗。

　　1 　肿瘤基因治疗的分类

　　肿瘤基因治疗基本上可分为:免疫基因治疗、抑癌基因治疗、反义基因治疗、药物敏感基因治疗、多耐药基因治疗和核酶基因治疗。

　　1. 1 　肿瘤免疫基因治疗:免疫基因治疗即采用一定的方法或载体将目的基因导入肿瘤细胞或效应细胞 - 肿瘤浸润淋巴细胞( TIL) ,然后将表达目的基因的受体细胞输入患者体内 ,通过提高人体免疫系统对肿瘤进行治疗的一种方法。(1)针对免疫应答细胞的治疗:用细胞因子基因转染抗癌免疫应答细胞 ,如 TIL、细胞毒性 T细胞(CTL)可增加其抗癌活性 ,可供选择的目的基因有白介素( IL - 1、 2、 4、 6、 12 等) 、干扰素(IFN α和β等) 、肿瘤坏死因子 ( TNF) 、集落刺激因子 ( G -CSF、 GM - CSF)等。尤其是 IL - 2基因转导接种疗法 ,一直居于细胞因子的最前沿 ,以至引导着整个肿瘤生物免疫治疗的发展方向。(2)针对肿瘤细胞的治疗:肿瘤之所以能逃避机体的免疫防御系统 ,其可能原因是: ①肿瘤没有表达特抗原或有抗原但缺乏免疫原性; ②有些肿瘤能表达特异性抗原或有抗原但缺乏免疫抗原; ③缺乏协同刺激信号基因(B7 分子)的表达 ,因为近年来发现 , T 细胞的激活不但需要肿瘤相关抗原(TAA)和 T细胞受体( TCR)的结合 ,还需要另一“共同刺激”信号B7分子和 T细胞膜上的细胞粘附分子 28 (CD28)受体的结合才能完成。免疫基因治疗还包括用痘苗病毒载体(VV)介导部分癌胚抗原(CEA)基因转染受体细胞 ,以增强免疫原性。反义免疫抑制因子基因(反义 TGF - B)治疗以抑制免疫抑制因子的产生等治疗手段。

　　1. 2 　抑癌基因治疗:细胞内抑癌基因的丢失或突变将导致细胞发生恶变。抑癌基因治疗是一种基因替代疗法 ,即用野生型的抑癌基因替代失活的抑癌基因 ,从而达到治疗肿瘤的目的。目前研究较多的是 P53 基因 ,它不仅可对丧失了 P53功能的肿瘤细胞进行遗传修饰 ,而且可利用野生型 P53 蛋白在正常细胞中的表达保护正常细胞 ,从而提高抗肿瘤效果。

　　1. 3 　反义基因治疗:该治疗计划即通过反义寡核苷酸(an2tisense oligonucleotides Oligos)技术干扰癌基因的转录和翻译以关闭其表达。癌基因是一个大家族 ,已发现有 100 余种 ,因此有多种目的基因可供选择。目前在临床上试用的 Oligos主要有硫代磷酸寡核苷酸( PS Oligos) 和甲基磷酸寡核苷酸 (MPOligos)]。美国 Anderson 癌症中心经食品与药物管理局(FDA)同意 ,进行首例 Oligos治疗恶性肿瘤的临床研究 ,其方案是取慢性粒细胞白血病(CML)患者的白血病细胞以“净化骨髓” ,同时给患者施行大剂量化疗和放疗以彻底杀灭体内的肿瘤细胞 ,再回输净化自体的骨髓。

　　1. 4 　药物敏感基因治疗:导入的药物敏感基因在细胞内表达后可以将原来无毒或低毒的药物转变为细胞毒性产物 ,进而杀伤细胞。由于细胞本身基因表达以后才能对药物 敏感 ,类似细胞自杀 ,所以该类基因称自杀基因。目前研究最多的为单纯疱疹病毒胸苷激酶基因(HSV - TK)[ 9 ],与现 HSV -TK基因作用类似 ,细菌胞嘧啶脱氨酶基因表达产物能将 5 -氟胞嘧啶转变为具有细胞毒和抗代谢活性的 5 - 氟尿嘧啶 ,从而特异性杀伤肿瘤细胞。

　　1. 5 　多耐药基因治疗:将一些细胞毒药物的基因转移至造血干细胞 ,以降低化疗药物对骨髓的毒性 ,这样就可能用高剂量的药物杀死肿瘤细胞而不破坏骨髓细胞。如向造血干细胞中导入二氢叶酸还原酶(DHFR)基因 ,可使骨髓中正常细胞获得对氨甲喋呤(MTX)的抗药性;将基因导入细胞粘附分子34 (CD34)阳性的造血干细胞 ,可降低化学药物对造血系统的毒性反应。

　　1. 6 　核酶基因治疗:这是最近发展起来的基因治疗手段。核酶基因是一类具有 RNA 限制性内切酶活性的 RNA 分子 ,可以识别 RNA序列中某些序列并进行有效切割 ,能特异性灭活 RNA ,因此是一种很有前景的抗病素和抗癌分子。在有多耐药基因(MDR)表达的肿瘤细胞导入特异的核酶基因逆转录病毒表达载体可有效切割 MDR - 1mRNA ,阻断其基因表达 ,增强药物敏感性 ,降低耐药。

　　2 　肿瘤基因治疗面临的问题与应用前景

　　基因治疗作为一种崭新的治疗手段 ,为癌症的攻克带来了希望 ,从原理上来看应该是效果很好的 ,但在实际应用中还有很多问题有待解决。首先是外源基因的表达效率问题。由于在外源基因上游克隆了强有力的启动子和增强子 ,所以在细胞体外培养时 ,转入的外源基因得到很高的表达。但当将这些细胞移植到体内后 ,外源基因的表达显著下降 ,有些基因甚至下降了 1500多倍 ,具体机理尚不清楚。其次是外源基因表达调控问题。现在试验的基因治疗都是让外源基因持续表达来进行治疗的。但由于精确的基因调控机制目前所知甚少 ,因此治疗基因还不能做到按需开关。基因治疗另一个潜在的风险是反转录病毒载体是随机地将外源基因插入宿主基因组。如插入不当可能会破坏另一个基因表达或其它基因的激活。另外在试验操作时有可能将辅助病毒污染重组病毒 ,造成病毒在宿主大量扩增。现在用于临床基因治疗试验主要是寿命较短的细胞 ,这样病人就需要重复输入外源基因的细胞 ,医疗费用特大 ,很难普及开展。因此选择合适的靶细胞以使基因治疗效果能长期维持 ,最好能一劳永逸地解决问题是基因治疗要解决的根本问题。虽然目前已有许多基因可用于基因治疗 ,但是基因治疗面临的问题仍然是寻找更多的有价值的基因。由于目前应用的病毒载体缺乏组织特异性或定向性 ,使人们难以对靶细胞或靶器官进行理想的治疗 ,所以须构建组织特性或定向性基因载体。通过基因调控进行基因治疗也是基因治疗研究的一个重要方向。

　　此外受体细胞的基因转染效率仍然是基因治疗中的一个有待解决的问题。目前联合治疗成为研究的热点问题。联合治疗包括基因治疗与放疗或化疗间的联合 ,不同基因治疗策略间的联合等。最新研究成果表明 ,对非小细胞肺癌患者进行基因治疗结合放疗和化疗和对肺癌肝转移患者行腺病毒介导的自杀基因联合细胞因子基因治疗 ,均取得较为满意的疗效。可见它有着广阔的应用前景。

　　基因治疗从设想到实际试验 ,在短短的时间内已经取得了很大的进展。随着研究的深入 ,基因治疗中的难题会一个个地被攻克 ,许多原来被视为“不治之症”的疾病将可运用这一先进行技术得到治愈。

　　3 　参考文献

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