恶性肿瘤的基因治疗

wangshuisx

　　基因是生命之本，是生物得以保持其连续性和稳定性的物质基础。用专业的概念来说，它是可以编码蛋白质的DNA顺序。科学工作者通过这些看似简单的排列探索生命的奥秘，解读疾病的根源……基因治疗就这样应运而生。它把医学科学引入一个全新的发展空间，并为疾病的治疗开拓了广阔而美好的前景。

　　随着对恶性肿瘤发生发展分子机制研究的不断深入，恶性肿瘤的基因治疗已成为当前临床肿瘤研究的新热点。

　　基因治疗的定义在1993年美国FDA给出的是“基于修饰活细胞遗传物质而进行的医学干预”。中国SFDA于2003年3月20日将其定义为基因治疗是“以改变细胞遗传物质为基础的医学治疗”。实质上基因治疗就是一种以预防和治疗疾病为目的的人类基因转移技术，是以改变人的遗传物质为基础的生物医学治疗。

　　尽管基因治疗的研究和应用起源于对遗传病的治疗，但近年来肿瘤基因治疗的发展却远远超过了遗传病的基因治疗，这主要是由于恶性肿瘤的发病率远远高于遗传病的发病率，患恶性肿瘤的人数远多于遗传病的患者。

　　外源目的基因的选择不局限于有缺陷的或病变的基因，只要能达到治疗肿瘤的目的而对正常体细胞无害的基因均可以采用，外源目的基因的选择余地增大。

　　肿瘤的基因治疗不需要像遗传病那样终身持续应用，而只需要较短的疗程即可。

　　肿瘤的基因治疗不需要外源基因持续表达，阶段性表达甚至一过性表达也可以达到杀伤肿瘤细胞的目的。

　　多数肿瘤基因治疗是将目的基因导入肿瘤细胞，因此对目的基因表达调控的要求远不如遗传病治疗时严格。

　　目前68％的基因治疗集中在治疗肿瘤方面，基因治疗之父W.FrenchAnderson博士断言：没有任何一项其他疗法能像基因治疗那样，为攻克困扰人类健康的重大疾病（如癌症）提供治愈的可能。



　　◆基因治疗的基本策略

　　基因治疗的策略取决于疾病的种类，概括起来有如下几种：

  基因置换：用正常的外源基因替换产生疾病的基因，使致病基因得到永久地更正。这是最理想的基因治疗方法。

　　基因修正：因为单基因遗传病在多数情况下是由于基因内部的单个碱基发生突变而引起的，其他核苷酸序列均是正常的，因此只要将突变的单个碱基予以更正就能达到基因治疗的目的，而不必将整个基因进行置换。

　　基因修饰：将目的基因导入病变细胞或其他细胞，目的基因的表达产物可以补偿致病基因的功能，致病基因本身并没有得到改变。由于已经发展了许多有效的方法可以将目的基因导入真核细胞，并获得表达，因而是目前较为成熟的方法。

　　基因抑制：导入外源基因去干扰，抑制有害基因的表达。

　　基因封闭：以mRNA为靶分子，用特定的可与靶分子互补的DNA或RNA分子与mRNA形成双链，从而改变RNA的剪接方式，阻断翻译甚至摧毁异常RNA，在剪接或翻译水平上调节基因的表达。



　　◆肿瘤基因治疗的原理和技术

　　肿瘤基因治疗的原理是将目的基因用基因转移技术导入靶细胞，使其表达此基因而获得特定的功能，继而执行或介导对肿瘤的杀伤和抑制作用，从而达到治疗之目的。基因治疗涉及目的基因、载体及受体细胞三方面。有效的基因治疗依赖于外源基因高效而稳定的表达。基因治疗的靶细胞分为生殖细胞和体细胞两类，由于伦理和技术的问题，目前仅限于体细胞。

　　目前常用的基因转移技术，可以归纳为以下两种：一种方法是回体转移或称“二步基因治疗”，即将受体细胞取出在体外培养并转移入外源基因，经过适当的选择系统，把重组的受体细胞回输患者体内，让外源基因表达以改善患者症状。这种方法是目前基因治疗普遍采用的方法，又称为体外法（exvivo）。另一种方法称为“直接法基因治疗”，是指不需要细胞移植而直接将外源DNA注射至机体内，DNA可以单纯注射，也可以与辅助物如脂质体一起注射，使其在体内转录、表达而发挥治疗作用，故又称活体直接转移（invivo）。体内活体直接转移的基因治疗方式操作简单、直接、经济、容易推广，疗效也比较确切，缺点是存在疗效短，免疫排斥和安全性等问题，目前尚不成熟。体外法比较安全、经典、效果容易控制，缺点是步骤多、技术复杂、难度大、不容易推广。

　　基因转移的方法有物理法，化学法，生物法三大类。物理法包括：DNA直接注射法，显微注射法，电穿孔法，DNA微粒子轰击法。化学法包括：磷酸钙沉淀法，葡聚糖法，脂质体融合法，受体介导法。生物法包括：逆转录病毒载体系统，慢病毒载体系统，腺病毒载体系统，痘苗病毒载体系统，单纯疱疹病毒载体系统。因为生物法基因转移的效率明显高于前两类方法，是目前研究最多也是应用最广的方法。利用病毒载体介导基因转移，以其高转染率和良好的靶向性而成为肿瘤基因治疗中应用最广泛的方法，其中包括逆转录病毒、腺病毒（AV）、腺相关病毒（AAV）、单纯疱疹病毒（HSV）、痘苗病毒（VV）等载体。



　　◆肿瘤基因治疗的方法

　　从理论上讲，基因治疗应有两个基本目的：一个是恢复异常表达或缺失的体细胞基因的功能；另一个是引入有治疗价值的其他来源的基因。第一个目的包含的内容较广泛，如恢复肿瘤局部的抗肿瘤免疫功能，阻止异常表达的癌基因，恢复肿瘤抑制基因功能，恢复细胞周期调节基因和恢复机体对肿瘤转移的抑制等。第二个目的包括引入前药转换基因，去除或转移多药耐药基因等。因此，肿瘤的基因治疗除了干扰肿瘤细胞的生长规律，纠正其恶性表型外，尚恢复和加强肿瘤局部微环境和全身濒痪的抗肿瘤系统的功能。在肿瘤基因治疗的研究中，所涉及的基因范围和治疗策略很广泛。目前基因治疗主要集中在免疫基因治疗、直接杀灭或抑制肿瘤细胞的基因治疗、改善肿瘤化疗疗效的基因治疗、抗肿瘤血管生成的基因治疗等方面。

　　肿瘤的免疫基因治疗

  肿瘤的免疫基因治疗是肿瘤基因治疗策略中研究最多的，具体方法有细胞因子基因转移肿瘤细胞、细胞因子基因转移免疫效应细胞、细胞因子基因转移成纤维细胞、人类白细胞抗原基因转移肿瘤细胞、共刺激因子基因转移肿瘤细胞、癌抗原基因瘤苗等。

　　直接杀伤或抑制肿瘤细胞的基因治疗

  （1）药敏自杀基因转移肿瘤细胞

  （2）抑癌基因转移肿瘤细胞

  （3）癌基因反义抑制肿瘤细胞

  改善肿瘤化疗疗效的基因治疗

  在肿瘤传统治疗手段中，化疗是其中一个重要组成部分，但传统化疗对正常组织，特别是对造血系统有较大毒性，常造成白细胞和血小板减少，限制了它的临床应用。一些耐药基因的表达可以有效地抵抗化学药物的毒性，将这些基因转移到造血干细胞中再输回人体，可以大大提高造血系统对化疗的耐药性，因而便于加大剂量化疗，在不造成白细胞或血小板下降的同时，最大限度地杀灭肿瘤细胞。

　　可供选择的耐药基因有：

  ①多药耐药基因（MDR）；②粒细胞巨嗜细胞集落刺激因子基因（GM－CSF）。此基因表达产物为细胞因子，可以刺激造血系统产生粒细胞和血小板。

　　抗肿瘤血管生成的基因治疗

  在肿瘤的发生与发展中，血管生成起着至关重要的作用，肿瘤细胞可以分泌一些促进血管生成的生长因子及（或）表达其受体，新生血管含量反映了肿瘤的恶性程度。当前抗血管生成是肿瘤学研究中的一个热点，一些化学制剂和生物制剂已经进入初期临床试验。

　　①目前已被确认的促血管生成的生长因子有20余种，如血管内皮生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、表皮生长因子（EGF）等。如治疗肺癌的吉非替尼、治疗肠癌的贝伐单抗已进入临床使用。

　　②抗血管生成介质基因转移

  目前已被确认的内源性抗血管生成介质有15种左右，如血小板反应蛋白1（TPS1），血管抑素，内皮抑素等。



　　◆肿瘤基因治疗现在存在的问题和展望

　　虽然目前世界上肿瘤基因治疗是基因治疗研究的热点，但是基因治疗作为肿瘤治疗的手段尚很不成熟。

　　首先肿瘤的发生涉及很多基因的改变，很难想象只针对个别基因进行基因治疗就能彻底治愈肿瘤。另外，目前基因转移系统的效率尚不能达到肿瘤治疗的临床要求。因为肿瘤治疗与遗传病治疗的一个不同之处在于，要治愈肿瘤就要使每一个肿瘤细胞都受到基因治疗的作用，否则有复发的可能性。但当前基因转移技术还达不到这一要求。

　　肿瘤基因治疗的进一步发展一方面有待于人们对肿瘤发生与发展机制更全面和深入的认识，另一方面也有待于基因转移手段，特别是载体的进一步完善。在目前阶段，在研究肿瘤基因治疗本身的同时，还应该发展基因治疗与化疗、与中医药治疗及其他生物治疗相结合的综合治疗。

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