另外值得一提的是“自杀基因”的应用。某些病毒或细菌产生的酶能将对人体无毒
或低毒的药物前体,在人体细胞内一系列酶的催化下转变为细胞毒性物,从而导致细胞
死亡。如果将这种基因转导肿瘤细胞,该基因表达产物即可催化无毒性的药物前体转变
成细胞毒物质,从而杀死肿瘤细胞。而正常细胞不含这种外源基因,故不受影响。由于
携带该基因的受体细胞本身也被杀死,故称这类基因为“自杀基因”。常用的有单纯疮
疹病毒胸音激酶(HSV-TK),大肠杆菌胞喷保脱氨酶(EC-CD)等。
基因治疗的策略较多,不同的方法在实践中各具优缺点。基因治疗也由最初单基因
遗传病的治疗,发展到对肿瘤、心血管疾病和感染性等疾病的治疗。
二、基因治疗的基本程序
基因治疗融合了分子生物学和细胞生物学技术,其基本过程可概括如下。
(-)治疗性基因的选择
选择对疾病有治疗作用的特定目的基因是基因治疗的首要问题。对于单基因缺陷的
遗传病而言,其野生型基因即可被用于基因治疗,如选用腺着脱氨酶(adenosine deami-
nase,ADA)基因治疗ADA缺陷导致的重症联合免疫缺陷综合征(Severe combined immuodeficiency disease ,SCID)。而对于血管栓塞性疾病,可选用血管内皮生长因子(VEGF)基因,以刺激侧支循环建立,改善梗阻部位的血液供应。选用特定的反义核酸封闭细胞内活化的原癌基因(如erb B2)的表达,则可能抑制肿瘤生长。
(二)基因载体的选择
目前使用的有病毒载体和非病毒载体两大类。基因治疗的临床实施中,一般多选用
病毒载体。目前被用作基因转移载体的病毒有逆转录病毒(retro-virus,RV)、腺病毒
(adeno-virus,AV)、腺相关病毒(adenoassociated virus,AAV)等,在实际应用中各有优缺点,现将几种常用病毒载体的主要特点归纳如下。
(三)靶细胞的选择
根据受体细胞种类的不同,基因治疗分为体细胞的基因治疗和生殖细胞的基因治疗
两大类。一般而言,无论何种细胞均具有接受外源DNA的能力。出于安全性和伦理学
的考虑,目前基因治疗禁止使用生殖细胞,仅限于使用体细胞。已被应用的靶细胞有淋
巴细胞、造血细胞、上皮细胞、角质细胞、内皮细胞、成纤维细胞、肝细胞、肌细胞和
肿瘤细胞等。
(四)基因转移(gene transfer)
如何有效地将外源治疗性基因导人受体细胞,是基因治疗研究中的一个重要环节。
在体外实验研究中,将基因导人哺乳动物细胞的方法有两类:一类是非病毒介导的基因
转移;一类是病毒介导的基因转移。非病毒介导的基因转移方法包括物理的和化学的方
法等。物理方法有显微注射、电穿孔、DNA直接注射法和基因枪技术等。化学方法有
磷酸钙沉淀法、DEAE一葡聚糖法。脂质体介导的基因转移等。但在基因治疗的临床实施
中,以病毒载体为主。这在“基因载体”中已作了介绍。
在人类基因治疗实施中导入基因的方式有两种:一种是间接体内疗法(ex vivo),即
在体外将外源基因导人靶细胞内,再将这种基因修饰过的细胞回输病人体内,使带有外
源基因的细胞在体内表达相应产物,以达到治疗的目的。其基本过程类似于自体组织细
胞移植。另一种是直接体内疗法(in vivo),即将外源基因直接导人体内有关的组织器官,
使其进入相应的细胞并进行表达。
(五)外源基因表达的筛检
在体外培养细胞中,基因转染效率很难达到100%,故需利用载体中的标记基因对转染细胞进行筛选。在较多的表达载体中都有neo’(neomycin resistance )标记基因存在,若