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1、基因工程在医学上的研究进展 基因工程在医学上的研究进展摘要：从20世纪70年代发展起来的基因工程技术在短短的30多年中得到了飞速发展，并已成为生物技术的核心技术。目前基因工程技术及其应用已进入了人类生活的各个领域，而在医学上则最为活跃，发展最为迅速。本文就基因工程在基因工程药物、基因诊断、基因治疗的研究做一综述。关键词：基因工程 基因药物 基因治疗 基因诊断1基因工程药物 基因工程药物是指利用基因工程技术研制和生产的药物，主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核苷酸药物等，它们对预防、诊断和治疗人类的肿瘤、心血管疾病、糖尿病、类风湿性疾病、各种遗传病和传染病等有重要的作用。自20世纪80年代初
2、第一种基因工程产品人胰岛素投放市场以来，以基因工程药物为主导的基因工程产业就已经成为全球发展最快的产业之一1。1.1 基因工程激素类药物1994年首次从牛的脑垂体中分离出生长激素，1956年又从人脑垂体中分离出生长激素，1969年人生长激素的氨基酸序列被确定，终于在1985年美国食品与药物管理局批准了第一代重组人生长激素上市1；1982年在美国诞生了世界上第一种基因工程药物重组人胰岛素2。1.2 基因工程药物治疗肿瘤 高丽等3研究基因重组荞麦胰蛋白酶抑制剂 (rBTI)诱导HL-60细胞凋亡的作用，结果表明来自蓼科植物的重组养麦胰蛋白酶抑制剂能够有效的抑制HL-60肿瘤细胞的生长，抑制作用呈剂
3、量依赖性，但对正常外周血单核细胞的生长没有影响；韩明勇等4采用Lipofectamine2000将携带人IL广18基因的质粒pCDNA31-hIL-18转导入Bcap37细胞中，并筛选出阳性克隆；李振宇等5制备慢病毒载体为基础的野生型及突变型单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSVTKHSVsr39TK)基因工程T细胞(TK+T及sr39TK+T细胞)并研究应用HSVsr39TKACV系统进行防治GVHD，以达到减轻前体药物毒性，拓宽前体药物选择范围的目的。1.3 基因工程药物治疗病毒感染杨延梅等6证明安福隆治疗慢性乙型病毒性肝炎疗效确切；胡立华等7观察了重组基因工程药物干扰素(IFlNa-Ib)与胸腺肽
4、al联合治疗慢性乙型肝炎的疗效，显示联合用药的强大抗病毒活性，是目前治疗慢性乙型肝炎较为理想的方案；左冰8采用a一1型基因工程干扰素(rHuIF-Na1)与无环鸟苷(AcV)联合治疗24单纯疱疹病毒性角膜炎患者，获得满意效果。1.4 通过转基因动植物生产的基因药物20世纪90年代初，G.Wright 等人已成功的培育出一种转基因绵羊，其乳腺能分泌抗胰蛋白酶（ATT）；1995年1月，以色列的科学家们，经过长达7年得辛勤研究，培育出转基因山羊“吉迪”，它携带有人血清蛋白基因；1998年2月，我国上海医学遗传与复旦大学遗传所获得首批与人凝血第九因子基因整合的转基因山羊，能在乳汁中分泌出有活性的能治
5、疗血友病的人凝血第九因子；1999年8月，中国科学院动物所科研人员，在对农药产生抗性的昆虫中成功克隆出解毒酶基因。92基因诊断 基因诊断又称DNA诊断，主要是从基因水平确定病变基因及其定位。目前已建立起多种病变基因的诊断和治疗方法，如PCR扩增靶序列法、限制性片段长度多态性分析法（RFLP）、DNA与DNA芯片杂交病变图谱法等。2.1 唐氏综合征产前基因诊断 D21S141l和D21S1413 STR基因座复合扩增体系可以快速、简便地进行唐氏综合征的基因诊断及产前基因诊断 10 ； 联合进行21号染色体上10个STR位点的基因分型,可准确、快速、简便地作出唐氏综合征的基因诊断,促唐氏综合征进产
6、前诊断的开展，降低发病率11； 采用酶联免疫方法测定妊娠1420w孕妇血清甲胎蛋白(AFP)和绒毛膜促性腺激素亚基(HCG)浓度,结合孕妇年龄、孕周和体重,用计算机软件进行分析，得到每位孕妇所怀胎儿DS风险系数对筛查出胎儿唐氏综合征高风险孕妇，再利用21号染色体上的6个多态性位点对其作产前基因诊断,具有很好的应用价值12。2.2 苯丙酮尿症（PKU）的基因诊断采用STR连锁分析结合基因序列分析的方法可为经典型苯丙酮尿症家系进行快速、准确的产前基因诊断13； 联合采用短串联重复片段(short tandem repeats,STR)多态连锁分析和聚合酶链反应技术扩增苯丙氨酸羟化酶基因突变热区外显
7、子直接测序,对3个经典型PKU先证者及家系成员进行综合分析，结论证实联合连锁分析和苯丙氨酸羟化酶基因突变检测,可为PKU家系提供可靠的产前诊断服务14。2.3 血友病的基因诊断F9基因位于Xq263271，全长34kb，有8个外显子和7个内含子。导致HB的基因缺陷类型十分繁多，且无明显突变热点。对于未知突变的检测，目前国外多采用CSGE和dHPLC检测，而我们采用直接基因测序与间接遗传连锁分析相结合的方法：多重荧光PCR法联合6个STR位点(DXSll92、DXSl211、DXS8094、DXS8013、DXSl227、DXSl02)作遗传连锁分析。联合应用这些位点诊断率可达到9999，其中D
8、XSl02位点国内外应用较多，其余位点则均为我们在人类基因库中寻找出的与F紧密相关的STR位点15。Kogen等16于1987年，首先了用PCR进行甲型血友病的基因诊断。3基因治疗基因治疗是指将正常的外源基因通过基因转移技术插入患者特定的靶细胞中，取代患者受体细胞中的缺陷基因，最终达到纠正或补偿因基因缺陷或异常而引起的疾病。3.1 基因工程治疗胰腺癌Konner et al17在临床前动物模型中已证实VEGF-Trap能有效抑制肿瘤生长和血管形成, 导致肿瘤几乎完全无血供的状态；腺病毒ONYX-015是E1B(55 kDa)基因缺失的腺病毒, 而E1B基因与肿瘤抑制蛋白P53结合, 能阻断P5
9、3介导的转录活性, 目前已经用于治疗胰腺癌18； Carrere et al19进行了体内实验, 利用PEI将SST2转染至鼠胰腺癌移植瘤中, 发现体内转染SST2后可以导致瘤内微血管密度明显下降, VEGF表达显著下调, 并且强烈抑制胰腺癌的生长, 故认为VEGF和肿瘤的血管化作用是SST2介导的抗胰腺癌的新靶点；韩旭 et al20分别用整合素V、3及V3反义基因治疗大鼠胰腺癌, 发现其可明显抑制大鼠胰腺癌组织的血管生长, 可促进肿瘤细胞的凋亡, 进而影响肿瘤生长, 联合应用整合素V3对肿瘤的生长抑制作用更为显著。3.2基因工程治疗糖尿病近年来， 人们进一步拓展思路2000年， Lee21
10、构建了一种能够表达单链胰岛素类似物的基因。这种单链胰岛素类似物是将E 肽由一段7 个氨基酸的短肽替代，直接连接C，D 两链，省去了传统的加工程序。 这种单链胰岛素类似物的作用要明显强于胰岛素原，与人胰岛素的作用相近，能有效降低糖尿病大鼠的血糖达14天。 这种基因构建的成功，为替代基因治疗糖尿病又增添了新内容。葡萄糖激酶（GK）是肝细胞和胰岛细胞中葡萄糖代谢途径中的第一个关键酶。动物实验证实，突变性葡萄糖激酶基因可增加葡萄糖诱导的胰岛素分泌，利用机体的自身机制来调节血糖，从根本上来治疗糖尿病。4.展望进年来，基因工程技术在医学方面发展迅速，为人类带来了巨大的经济效益和社会效益。日渐受到越来越多人
11、们的关注。在这一过程中，基因工程发挥极大的作用。由于基因工程技术具有大量生产、应用临床、深入研究、扩大应用、改造不足等优点，将会在医学领域发挥更大的作用。让我们期待基因工程技术，乃至生物工程，为我们社会创造更多的财富。参考文献：1 彭银祥、李勃、陈红星等主编 基因工程 华中科技大学出版社 2007：266-2752 李立家、肖庚富编著 基因工程 北京科学出版社，2004. 3：73 高丽，李玉英，张政，等重组养麦胰蛋白酶抑制剂对HL-60细胞的促凋亡作用J中国实验血液学杂志，2007，15(1)：59-624 韩明勇，刘奇，唐步坚，等IDl8基因转导乳腺癌细胞肿瘤原性的改变及抗瘤作用的研究J山
12、东大学学报：医学版，2007，45(7)：714-7175 李振宇，徐开林，潘秀英，等HSVTKHSVsr391K基因工程T细胞的研制J中国免疫学杂志，2007，23：99910036 杨延梅，徐永升，杨洁安福隆治疗慢性乙型病毒性肝炎疗效观察J生物医学工程与I临床，2007，11(2)：1411427 胡立华，苏文霞干扰素联合胸腺肽al治疗慢性乙型肝炎32例分析J新疆医学，2006，36：20-21 8 左冰24例单纯疱疹病毒性角膜炎临床分析J医药论坛杂志，2003，24(17)：439 杨汝德主编 基因工程 广州华南理工大学出版社，2003.8：12-13 . 10 史云芳 张秀玲 李岩 张
13、颖 岳天孚 唐氏综合征产前基因诊断的初步研究 天津医药 2007年11期11 陈振斌 雷箴 阎梅 朱金玲 肖白梁 燕丁洁 苏畅 刘敬忠 用短串联重复序列诊断唐氏综合征 中华医学遗传学杂志2004年2期12 赵晓岚 叶国玲 楚雍烈 刘琪 蔡晓宁 产前筛查和基因多态性位点在唐氏综合征产前诊断中的应用 中国优生与遗传杂志 ISTIC -2003年1期13 张菁菁 孙云 蒋涛 许争峰 STR结合基因序列分析用于经典型苯丙酮尿症的产前基因诊断 现代妇产科进展 ISTIC PKU -2011年10期14 胡浩 王华 唐华 胡蓉 周莹 谢琼 马力 联合采用连锁分析和突变检测进行苯丙酮尿症的产前基因诊断中华围
14、产医学杂志 ISTIC -2011年2期15 刘湘帆，王学锋，樊绮诗等联合多个微卫星DNA位点进行血友病B基因诊断J中华血液学杂志，2002，23(3)：14715016 Kogen SC,et al. An improved method for diseases by analysis of amplified DNA sequences. Application to hemophilia A. N Engl J Med 1987;371;98517 Konner J, Dupont J. Use of soluble recombinantdecoy receptor vascular
15、 endothelial growth factortrap (VEGF Trap) to inhibit vascular endothelialgrowth factor activity. Clin Colorectal Cancer 2004; 4 Suppl 2: S81-S8518 Carrere N, Vernejoul F, Souque A, AsnaciosA, Vaysse N, Pradayrol L, Susini C, Buscail L, Cordelier P. Characterization of the bystander effect of somatostatin receptor sst2 after in vivo gene transfer into human pancreatic cancer cells. Hum Gene Ther 2005; 16: 1175-119319 虞昆, 赵明飞,
