基因治疗摘要：基因治疗是利用分子生物学方法将目的基因导入患者体内，使之表达目的基因产物，从而使疾病得到治疗，为现代医学和分子生物学相结合而诞生的新技术。

基因治疗作为疾病治疗的新手段，它已有一些成功的应用，并且科学突破将继续推动基因治疗向主流医疗发展。

科学家们采取了合乎逻辑的步骤，试图直接将基因植入人体细胞中，其中具体关注一些由单基因缺陷引起的疾病，如囊肿性纤维化，血友病，肌肉萎缩症和镰状细胞性贫血。

关键词：基因治疗；基因应用；治疗前景；治疗伦理引言：基因治疗法兴起于上个世纪九十年代，基因疗法就是用健康的基因来填补和替代基因疾病中某些缺失和病变的基因，目前基因的疗法是先从患者身上取出一些细胞，然后利用对人体无害的逆转录病毒做载体，把正常的基因接到病毒上，再用这些病毒感染取出的人体细胞，让他们把正常的基因插入细胞的染色体中，使人体细胞获得正常的基因，其中也涉及到了许多技术，也有很大的发展前景。

一.基因治疗的原理基因治疗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病人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。

从广义说，基因治疗还可包括从DNA水平采取的治疗某些疾病的措施和新技术。

二.基因治疗的途径基因治疗主要以两种途径达到治疗目的。

其一是正常基因来纠正突变基因,也就是在原位修复缺陷基因的直接疗法，此乃理想的基因治疗策略，由于多种困难，目前尚未实现；其二是用正常基因不替代致病基因的间接疗法，此法较前者难度小，也是目前众多主张采用的策略，并已付诸临床实践。

而就基因转移的受体细胞不同，基因治疗又有两种途径，即生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。

(1)生殖细胞基因治疗：生殖细胞基因治疗是将正常基因转移到患者的生殖细胞（精细胞、卵细胞中早期胚胎）使其发育成正常个体，显然，这是理想的方法。

实际上，这种靶细胞的遗传修饰至今尚无实质性进展，基因的这种转移一般只能用显微注射，然而效率不高，并且只适用排卵周期短而次数多的动物，这难适用于人类。

而在人类实行基因转移到生殖细胞，并世代遗传，又涉及伦理学问题。

因此，就人类而言，多不考虑生殖细胞的基因治疗途径。

(2)体细胞基因治疗：体细胞基因治疗是指将正常基因转移到体细胞，使之表达基因产物，以达到治疗目的。

这种方法的理想措施是将外源正常基因导入靶体细胞内染色体特定基因座位，用健康的基因确切地替换异常的基因，使其发挥治疗作用，同时还须减少随机插入引起新的基因突变的可能性,对特定座位基因转移，还有很大困难,体细胞基因治疗采用将基因转移到基因组上非特定座位，即随机整合。

只要该基因能有效地表达出其产物，便可达到治疗的目的。

这不是修复基因结构异常而是补偿异常基因的功能缺陷，这种策略易于获得成功。

基因治疗中作为受体细胞的体细胞，多采取离体的体细胞，先在体外接受导入的外源基因，在有效表达后，再输回到体内，这也就是间接基因治疗法。

三.基因治疗的一些步骤1.目的基因的转移在基因治疗中迄今所应用的目的基因转移方法可分为两大类：病毒方法和非病毒方法。

基因转移的病毒方法中，RNA和DNA病毒都可用为基因转移的载体。

常用的有反转录病毒载体和腺病毒载体。

转移的基本过程是将目的基因重组到病毒基因组中，然后把重组病毒感染宿主细胞，以使目的基因能整合到宿主基因组内。

非病毒方法有磷酸钙沉淀法、脂质体转染法、显微注射法等。

2.目的基因的表达目的基因的表达是基因治疗的关键之一。

为此，可运用连锁基因扩增等方法适当提高外源基因在细胞中的拷贝数。

在重组病毒上连接启动子或增强子等基因表达的控制信号，使整合在宿主基因组中的新基因高效表达，产生所需的某种蛋白质。

3.安全措施为避免基因治疗的风险，在应用于临床之前，必须保证转移-表达系统绝对安全，使新基因在宿主细胞表达后不危害细胞和人体自身，不引起癌基因的激活和抗癌基因的失活等，尤其是在将反转录载体用于基因转移时，必须在应用到人体前预先在人骨髓细胞、小鼠体内和灵长类动物体内进行类似的研究，以确保治疗的安全性。

四.基因治疗的基本方法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，现在既可人工合成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,这种方法简单，但效率极低。

②物理法：包括电穿孔法和直接显微注射法。

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,对于体细胞基因治疗，体外培养细胞的时间不能过长，筛选量大，故在临床上应用也受限制难以进行,今后如能改进技术，提高重组率，这种定点修正基因的方法仍是有前景的。

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,目前应用的有两种病毒介导基因转移方法,一种为反转录病毒载体,另一种为DNA病毒介导载体。

2．靶细胞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，最后可延续至病人的整个生命期；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。

目前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-地中海贫血症、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。

五.基因治疗现状与前景进行基因治疗必须具备下列条件：①选择适当的疾病，并对其发病机理及相应基因的结构功能了解清楚；②纠正该病的基因已被克隆，并了解该基因表达与调控的机制与条件；③该基因具有适宜的受体细胞并能在体外有效表达；④具有安全有效的转移载体和方法，以及可供利用的动物模型。

已对若干人类单基因遗传病和肿瘤开展了临床的基因治疗。

如以下方面。

1．复合免疫缺陷综合征的基因治疗：1991年美国批准了人类第一个对遗传病进行体细胞基因治疗的方案，即将腺苷脱氨酶（ADA）导入一个4岁患有严重复合免疫缺陷综合征（SCID）的女孩。

采用的是反转录病毒介导的间接法，即用含有正常人腺苷脱氨酶基因的反转录病毒载体培养患儿的白细胞，并用白细胞介素Ⅱ（IL－2）刺激其增殖，经10天左右再经静泳输入患儿。

大约1－2月治疗一次，8个月后，患儿体内ADA水平达到正常值的25％，未见明显副作用。

此后又进行第2例治疗获得类似的效果。

2．黑色素瘤的基因治疗对肿瘤进行基因治疗是人们早已期望的事，在进行了多方面探索的基础上，发现了肿瘤浸润淋巴细胞在肿瘤治疗中的作用。

于1992年实施了TNF／肿瘤细胞和IL－2／肿瘤细胞方案，即分别将IL－2基因肿瘤坏死因子基因导入取自患者自身并经培养的肿瘤细胞，再将这些培养后的肿瘤细胞注射至病人臀部，3周后切除注射部位与其引流的淋巴结，在适合条件下培养T细胞，将扩增的T细胞与IL－2合并用于病人，结果5名黑色素瘤病人中1名肿瘤完全消退，2名90％的肿瘤消退，另2人在治疗后9个月死亡。

由于携有TNF的TIL可积于肿瘤处，因而TIL的应用提高了对肿瘤的杀伤作用。

3．其它遗传病的基因治疗其它遗传病诸如白种人中常见的囊性纤维化的进展很快。

对于DMD 的基因治疗，由于有小鼠动物模型，也取得一定进展。

例如1993年法国将腺病毒－罗斯病毒小肌营养不良蛋白基因重组体注入小鼠肌内成功。

即用腺细胞为载体，与小肌营养不良蛋白基因的cDNA重组，在RSV启动子启动下，作肌肉注射，证明可在mdy小鼠肌肉表达，此外，对一些遗传病如血友病，地中海贫血、高雪氏病等正在探索中。

4．反义技术又称反义寡核苷酸技术，是指利用人工合成的反义RNA和反义DNA来阻断基因的转录或复制，控制细胞生长在中间阶段,使编码蛋白质的基因能转录为mRNA，因而不能翻译成相应的蛋白质，以达治疗某一疾病的目的、用反义DNA已对某些癌症进行临床试验。

这类反义技术只能认为是一种从基因水平进行治疗的技术，它们以不同方式，在DNA复制、转录和翻译水平发挥作用。

由于它们的分子量低，故而有潜力进入靶细胞，但其临床稳定性、毒性、细胞通透性等各方面都需要进一步研究。

5．药物靶向治疗此法机理可概括为病毒导向酶的药物前体治疗，即用反转录病毒载体的外源基因转移到细胞内。

该基因编码一种酶，此酶可将一种无害的药物前体转变为细胞毒素复合物。

带有这一基因的病毒载体只在特殊组织或肿瘤细胞中而不在正常细胞中表达，这一基因治疗的新策略，可有可能使人对肿瘤等不同疾病进行基因治疗。

已批准治疗的病例约120例，其中约110例为肿瘤，遗憾的是，除黑色素瘤有些苗头外，全都未能成功。

治疗了10余例单基因病，除ADA缺乏症和乙型血友病有一定疗效外，其余都还在实验阶段。

但人们再也不怀疑基因治疗不仅可能办到，而且指日可待。

虽然目前基因治疗有很多进展，但研究总体上不能令人满意，疗效不理想，有诸多技术瓶颈，关键的技术难题有待克服：1）临床上可用的治疗基因较少，对多数复杂疾病的致病机制还不甚清楚；2）基因导入系统尚不成熟，载体结构不稳定，治疗基因难以到达靶细胞；3）治疗基因达到靶细胞的盲目性大、表达的可控性差，有激活致癌基因的潜在危害；4）在体细胞基因治疗时，存在不经意间改变了生殖细胞基因的可能性，从而对后代产生难以估量的伤害。