文档介绍：18 ScienceandTechnology Review 8/1999 医学 herapy :ARadicalApp icDiseaseTreatment 张晶陈云弟(上海市儿童医院上海 200040) 基因治疗:治疗遗传病的根本措施基因治疗的原义是指将正常基因导入患者体内,弥补突变基因的不足。随着研究的深入,基因治疗的概念不断延伸,方法不断翻新,应用范围不断扩大。现在基因治疗的范围已经涵盖了传递遗传信息的主要分子:既有基因导入,也有基因修补;既有 DNA操纵,也有RNA改造;既有基因结构的修正,也有基因功能的调整。虽然付诸临床实践还有一个较长过程,但现有的成就使人们对它充满了信心。早期基因治疗的努力主要是DNA操纵,称为 DNA治疗。近年来,有人另辟蹊径,在RNA上作文章,如RNA修复(RNArep air) [1]和剪接控制[2]等,称为 RNA治疗。RNA修复代表了基因治疗研究的新方向。从DNA到RNA,扩展了基因治疗的内涵,开拓了人们的思路。虽然基因治疗至今已有近10年历史,但尚难以实现基因输入后的稳定性及正确调控。RNA治疗虽不像DNA治疗那样直接了当,但它较好地解决了这个问题,在现在技术水平上也更为可行,有希望成为基因治疗的突破口。一、基因治疗的着眼点从异常的遗传信息到形成患者的症状要经过许多环节。遗传信息传递的主要路线是:DNA?[转录] ?RNA前体?[剪接]?RNA?[翻译]?蛋白质,即所谓中心法则(图1),基因突变使所有这些环节都受到影响。因此,对其中任何一个环节进行干预,都可以治疗遗传病。通常,蛋白质水平上的干预不属于基因治疗范畴,基因治疗只包括DNA及RNA水平上的干预。DNA治疗系修复基因的结构,RNA治疗系修复基因的功能。目前已有的技术有DNA修复、外源 DNA输入、剪接修复和RNA修复等。对于转录和翻译的控制手段尚待研究。二、DNA治疗 遗传病治疗的着眼点重组逆转录病毒、YAC、BAC等载体都可以用来向突变细胞中导入正常基因,外来基因在突变细胞中整合后,成为其遗传物质的一部分。如果条件适当,外来基因能发挥作用,即可部分弥补突变基因的功能。将这种改造好的细胞移植给病人,可以改善甚至消除临床症状。可用的细胞有造血干细胞和成纤维细胞等。问题主要是:功能好的载体往往不稳定, 基因输入难以大规模进行;载体可能有副作用(基因毒性);外来基因的不恰当表达可能扰乱体内的代谢平衡;外来基因的整合位点无法控制,万一破坏了其他基因,后果不堪设想。 ,同源重组则用来原位修复基因缺陷。在正常基因的两边加上特殊的元件,这两个元件在基因组中的位置是已知的。由于同样的DN***段可以互相交换(称为同源重组),这两个元件的交换就可以把正常基因插入到基因组的特定位置。定向插入比毫无目的的基因导入前进了一大步,可以对基因缺陷作精确修复。如果修复的是受精卵等生殖细胞,有可能一劳永逸地解决问题。但是同源重组效率低至10 -7,几乎没有临床价值。生殖细胞的改造则将改变个体的生命历程,影响重大,因此国际上禁止此类实验。病毒转移和同源重组技术的一个共同障碍是干细胞的体外培养技术至今仍未过关,即难以在体外 19 科技导报 8/1999 使干细胞大规模增殖而不分化,因此DNA治疗步履维艰,进展甚微。三、R