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1、第18章 遗传病的治疗Chapter 18 treatment of hereditary disease教学要求v1掌握：遗传病治疗的基本方法；基因治疗的基本概念、策略、途径和方法。饮食治疗、药物治疗的一般原则。v2了解：遗传病的手术治疗、药物治疗；基因治疗目前存在的问题和基因治疗的临床应用。手术治疗 1 1药物治疗 2 2饮食治疗 3 3基因治疗 4 4L o g o第1节 手术治疗v遗传病组织器官已出现损伤，用外科手术对病损 器官进行修复、切除或组织器官移植，可以有效改善某些症状。v一、手术修复v二、手术去除v三、组织器官移植Wilson病致病机制p104铜 铜蓝蛋白 P型铜转运ATP酶
2、 从胆汁排出 储存于血浆、组织 铜肝细胞聚集 铜入血，沉积于脑、肾、 角膜等组织致病 肝细胞坏死 L o g o第2节 药物治疗v对症治疗v原则：补其所缺、去其所余v1、补其所缺（补充疗法）v针对病因，补充其所缺乏的物质。v如：补充代谢物、辅助因子、激素、酶等。v甲型血友病抗血友病球蛋白v垂体性侏儒症者生长激素v家族性甲状腺肿甲状腺制剂v免疫缺陷病人免疫球蛋白v先天性睾丸发育不全睾酮v先天性性腺不全患者雌激素v对症治疗v原则：补其所缺、去其所余v1、补其所缺（补充疗法）v针对病因，补充其所缺乏的物质。v如：补充代谢物、辅助因子、激素、酶等。v2、去其所余（排除疗法）v针对病因，排除其所堆积的物
3、质。v用理化方法将多余物质清除或排除：v如：用青霉胺或锌剂加速铜离子的清除来改善肝豆状 核变性的症状；血浆置换和血浆过滤治疗家族性高胆 固醇血症。v用代谢抑制剂降低代谢缺陷病的代谢率：v如：别嘌呤醇可抑制黄嘌呤氧化酶，减少尿酸形成， 治疗原发性痛风和自毁容貌综合征。v减少对所忌物质的吸收：v如：苯酮尿症患者口服苯丙氨酸氨酶胶囊，使苯丙氨 酸转化成苯丙烯酸而减少吸收。 L o g o第3节 饮食治疗一、饮食控制的一般原则 v禁其所忌（1）制定特殊食谱v 半乳糖血症患儿（避免乳类食品的摄入）v 家庭性高胆固醇血症患者（低胆固醇饮食治疗）v 苯丙酮尿症患儿（低苯丙氨酸奶粉及饮食）（2）减少患者对所忌
4、物质的吸收v 家族性高胆固醇血症患者（服用糠麸）二、把握时机 v（一）饮食治疗越早越好v应尽量在损害发生前进行治疗。v（二）饮食治疗适应病情v饮食治疗应随病情的发展而有所改变以有效的控制疾病。L o g o第4节 基因治疗v基因治疗（gene therapy）：是运用DNA重组技术修复患者细胞中有缺陷的基因，使细胞恢复正常功能而达到治疗遗传病的目的。一、基因治疗的策略和途径v（一）基因治疗的策略2基因 置换 3基因 增补4基因 干预1基因 修正一、基因治疗的策略和途径v（二）基因治疗的途径1生殖细胞 基因治疗 2体细胞 基因治疗二、基因治疗的方法v直接体内疗法：将目的基因直接导入体内有关的组织
5、或器官，使其进入相应的细胞并进行表达。（未广泛运用）v间接体内疗法：将目的基因导入合适的靶细胞，经过筛选并增殖，回输给患者，使该基因在患者体内有效表达相应产物。（常用方式）间接体内疗法的基本过程（一）克隆正常基因 （二）靶细胞的选择 （三）目的基因的转移 （四）基因转染细胞的筛选（五）基因转染细胞的鉴定（六）回输体内 方法：方法：人工合成、从基因组或通过人工合成、从基因组或通过RNARNA反转录等方法获得。反转录等方法获得。间接体内疗法间接体内疗法（一）克隆正常基因 v 靶细胞（target cell）是指接受转移基因的体细胞。v 靶细胞应满足下列条件：v 易于取材；v 具有增殖优势，生命周期
6、长，便于体外培养；v 便于进行遗传技术操作，易受外源DNA转化；v 安全回输；v 靶向性。v 目前使用得较多的是造血干细胞、皮肤成纤维细胞、肝细胞、血 管内皮细胞和肌细胞等。 （二）靶细胞的选择 间接体内疗法间接体内疗法基因转移是指将外源基因导入靶细胞内。v1、化学法v应用磷酸钙沉淀法改变细胞膜通透性，以加强细 胞从培养液中摄取DNA的能力。v转移效率低，成功率约为1/102103。（三）目的基因的转移 间接体内疗法间接体内疗法v2、物理法v（1）电穿孔法v借助电流穿击靶细胞膜使其对DNA通透性增加。v有可能使细胞受到损伤。v（2）显微注射法v用显微技术向细胞核内直接注射外源基因。v主要应用于
7、转基因动物。间接体内疗法间接体内疗法（三）目的基因的转移 v2、物理法v（3）微粒子轰击法v利用亚微粒钨或金吸附DNA，包裹形成微粒，利用 基因枪技术使微粒高速进入靶细胞。间接体内疗法间接体内疗法（三）目的基因的转移 v2、物理法v（1）化学法v（2）显微注射法v（3）微粒子轰击法间接体内疗法间接体内疗法（三）目的基因的转移 v3、载体介导基因转移v载体能将外源基因特异的转移至靶细胞。v分为：病毒载体非病毒载体间接体内疗法间接体内疗法（三）目的基因的转移 v病毒载体：将RNA和DNA病毒去除致病性基因，同时具有携带目的基因特性的人工改造病毒。 v病毒介导基因转移(virus mediated
8、gene transfer)是指以病毒为载体，将外源性目的基因通过基因重组技术，组装到病毒载体上，并使重组病毒感染受体宿主细胞，完成基因转移。病毒载体间接体内疗法间接体内疗法v病毒载体：将RNA和DNA病毒去除致病性基因，同时具有携带目的基因特性的人工改造病毒。 病毒载体间接体内疗法间接体内疗法种类：（1）反转录病毒载体（2）腺 病 毒（3）腺病毒相关病毒（腺伴随病毒）v病毒载体：将RNA和DNA病毒去除致病性基因，同时具有携带目的基因特性的人工改造病毒。 病毒载体间接体内疗法间接体内疗法优点： v 转染效率高 缺点： v 存在疫原性、细胞毒作用、携带外源基因的大小受限、 病毒滴度不易提高。非
9、病毒载体间接体内疗法间接体内疗法缺点： v 转染效率较低 优点： v 安全、制备简单和携带外源基因较大。 种类：（1）脂质体（2）真核细胞表达质粒载体（3）非生物性聚合载体（4）人工染色体间接体内疗法1、克隆正常基因 2、靶细胞的选择 3、目的基因的转移 4、基因转染细胞的筛选5、基因转染细胞的鉴定6、回输体内 四、基因治疗的临床运用v1.腺苷脱氨酶缺乏严重联合免疫缺陷病（adenosine deaminase-deficient severe combined immunodeficiency ， ADA-SCID） 重症联合免疫缺陷（Severe combined immunodefici
10、ency disease，简称SCID），患者 缺乏正常人体免疫功能，其 染色体上编码腺苷脱氨酶（ 简称ADA）的基因发生突变所 致。由于ADA是嘌呤代谢中的 一种酶，该基因缺陷将导致 患者身体细胞中脱氧腺苷的 累积，达到高浓度时脱氧腺 苷将对免疫系统细胞（如T- 细胞和B-细胞）产生毒性。Ashanti DiSilva, the first person to be treated by gene therapy. 将正常ADA基因与反转录病毒载体相 连，构建重组病毒表达载体。 从患体体内分离有免疫缺陷的T淋巴 细胞。 用重组病毒感染体外培养的T淋巴细 胞，使正常ADA基因插入到T淋巴细 胞
11、基因组中。 培养细胞并确认该基因正常表达。 将含有正常基因的T淋巴细胞回输到 患者的骨髓组织中。经5-6个月治疗 ，患者体内T淋巴细胞的数量恢复到 正常水平，体内ADA酶几乎达到正常 水平，免疫功能得到恢复。1990年，美国第一次对SCID病人作基因治疗，其步骤为：四、基因治疗的临床运用v2、血友病B v血浆中缺乏凝血因子所致v我国人体基因治疗第一成功的个例子。O1991,薛京伦 (复旦大学)O携带人F因子cDNA 的逆转 录病毒载体(HBSF - F)O皮肤成纤维细胞OFactor IX: 5%细胞因子19841987年，淋巴激活的杀伤细胞(LAK)v 3、肿瘤的基因治疗1986年，肿瘤浸润
12、淋巴细胞(TIL)结合IL-21991年，肿瘤坏死因子(TNF)治疗黑色素瘤四、基因治疗的临床运用细胞因子v 肿瘤的基因治疗四、基因治疗的临床运用1992年，单纯庖疹病毒（HSV）-胸腺嘧啶激酶 （TK） 和 GCV（Ganciclovir药物）“自杀基因”细胞因子v 肿瘤的基因治疗四、基因治疗的临床运用“自杀基因”肿瘤抑制基因pRB, p53, p16, p21, p27pRB, p53, p16, p21, p27细胞因子v 肿瘤的基因治疗四、基因治疗的临床运用“自杀基因”肿瘤抑制基因应用纳米颗粒传递基因阻断肿瘤新生血管生成2002年，美国Hood等人应用阳离子纳米颗粒转 导目的基因，阻断
13、肿瘤组织新生血管生成。123存在的问题导入基 因的持 续表达导入基 因的高 效表达安全性问题小 结v掌握： v基因治疗的定义、策略和途径 v基因治疗的基本方法： v克隆正常基因方法、基因转移方法和载体、靶细 胞选择。 v药物治疗和饮食治疗的基本原则v了解： v目前基因治疗存在的问题复习思考题v1、传统的遗传病治疗包括哪几个方面，各有什么 优缺点？v2、何谓基因治疗？目的基因转移有哪几种方法？ 各有何优缺点？v3、反转录病毒和腺病毒作为基因治疗的载体各有 何优缺点？L o g o唇 裂手术前手术后多 指并指合并多指 v 基因修正（gene correction）： 指通过特 定方法，将致病基因的
14、突变碱基序列纠正,对 突变DNA进行原位修复。v操作困难。v基因置换：在原位定点导入外源正常基因，代替突变基因的直接疗法。v目的：纠正突变基因，进行精确的原位修复而不涉及基因组其他任何的改变。v是理想的基因治疗策略，已用于的动物实验，但尚未应用于临床，基因治疗的远期目标。 v基因增补（基因添加）：非定点导入外源正常基因，而没有真正去除或修复突变基因。v 外源正常基因导入体内后，可代替突变基因表达具有正常 功能的蛋白而发挥治疗作用，属于间接治疗。v 增：向靶细胞中导入其原本不表达的基因；v 补：导入突变基因的正常基因。v 目前应用最为广泛和深入的一种方法，并已付诸临床实践 。 v基因干预：用特定
15、的方式抑制某个基因的表达或破坏某个基因使之不能表达，以达到治疗疾病的目的。v常用方法：应用反义核苷酸、核酶或RNA干扰技术抑制体内过度表达的基因。v靶基因一般都是过度表达的癌基因或是病毒基因。 v生殖细胞基因治疗 (germ cell gene therapy)v将正常基因转移到患者的精子、卵子或受精卵校正遗传缺陷，使其发育成正常个体。v特点：能将新的正常基因传给下一代，从而使遗传病得到根治，有害基因不再在人群中散布。 理想，但 目前尚难在 人类实现。v体细胞基因治疗 (somatic cell gene therapy)v将基因转移到个体体细胞基因组上的随机座位，使该基因有效表达其，达到治疗
16、的目的。v特点：能使患者症状消失或缓解，但有害基因仍能传给后代。是目前人 类基因治疗 的基本方案v脂质体法v用人工脂质体包装外源基因，通过脂质体与靶细胞 融合或直接注射到病灶区，将外源基因导入。v优点：无毒性和免疫原性，不在体内堆积，大 小适合，可适应不同的细胞膜和生理要求。 v缺点：转染效率低，瞬时表达。v真核细胞表达质粒载体v主要用于直接体内治疗，该方法是将目的基因克隆到构建好的质粒中去，采用肌肉注射的方法，直接转移到体内。v目前已构建了较多的真核细胞表达质粒载体系统，它是基因治疗载体方案中最吸引人的治疗的载体。 v非生物性的聚合物载体v利用自然界的一些阳离子物质，与带负电荷的DNA 通过静电作用相互结合，而其总电荷仍保持正电 ，使复合物能与带有负电荷的细胞膜结合并通过 细胞内吞作用进入细胞内。v该类载体包括：聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、壳聚糖 、树枝状聚合物、明胶基系统和阳离子缩氨酸等 。v特点：
