肿瘤

恶性肿瘤的病性基因治疗
• 肿瘤病因性基因治疗主要针对癌基因和抑 癌基因，其治疗策略是抑制、阻断癌基因 的表达或替代，恢复抑癌基因的功能。从 而达到治疗肿瘤的目的。

a. 针对癌基因治疗 采用反义寡核苷酸、核酸、三链结构 寡核苷酸（Triplex-forming oligonucleotides， TFO）抑制肿瘤细胞的基因转录，抑制癌基 因的表达将有可能使肿瘤的基因表达调控回 复到正常并使细胞重新分化或者诱发其凋亡 （Apoptosis）。由于转条是遗传信息放大的 过程，因此对癌基因的表达抑制来说更为有 效，其治疗前景是极为乐观的。
肿瘤基因治疗
• 肿瘤基因治疗研究中，通常采用基因转移和基因灭活方法 • 基因转移是指将外源性目的基因导入病变细胞或其他细胞 ，目的基因的表达产物修饰缺陷细胞，使其恢复功能或使 原有的功能得到加强，故又称为基因修饰。 • 基因灭活是应用反义技术特异性封闭某些基因的表达。反 义技术是指利用针对特异性DNA和RNA片段按碱基配对 的原则人工合成小分子核苷酸序列（反义寡苷酸），与其 目的DNA和RNA序列互补结合，以选择性抑制目的基因 翻译或转灵过程的技术和方法。
• 1990年，Rosenberg等首次在晚期癌症病人中利用逆转 录病毒载体基因转移技术，将转导了编码肿瘤坏死因子的 肿瘤浸润淋巴细胞用于治疗晚期癌症。近10年来，随着人 们对肿瘤免疫、肿瘤病因及分子机制等研究的深入，肿瘤 基因治疗获得了突飞猛进的发展，并逐渐走向成熟，批准 进入临床试验的基因药物逐年增多。目前开展的免疫基因 治疗、转导抑癌基因、反义癌基因以及靶向化疗等肿瘤基 因治疗研究，其结果令人鼓舞。肿瘤基因治疗已成为目前 攻克和治愈肿瘤最具希望的，也是最活跃的领域。

b. 针对抑癌基因治疗 替代或恢复由于缺失或突变而丢失的 抑癌基因（Tumor suppressor gene）的正常 功能是肿瘤病因性治疗的手段而被世人所公 认。利用抑癌基因治疗肿瘤，在体外的实验 和实验治疗学中取得较好的疗效；但在体内 由于肿瘤体积较大；内环境又十分复杂，基 因转移率限制等因素的干扰，抑癌基因治疗 的确切疗效不尽人意值得进一步研究。
2.确定基因治疗的靶器官、组织、细胞及目 的的基因
• 2.1基因治疗的靶器官及组织 • 基因治疗的靶器官/组织及其优势 如下表 • 2.2基因治疗的靶细胞 • 基因治疗靶细胞（Target cell）或称受体细胞（ Recipient cell）一般要求符合下列基本条件：①来源容 易；②蝗在体外培养和扩增；③易于被基因转染并进行高 效表达；④易于体内移植或回输，用于人体后所携带的目 的基因能稳定地表达；⑤具有比较长的生存寿命。目前用 于基因治疗的受体细胞有淋巴细胞类、肿瘤细胞、造血干 细胞、肌细胞、皮肤或纤维细胞等。
4.与基因治疗有关几个概念
a.基因毒癌发生发展的第一步是活化致癌物， 改变细胞内的DNA，导致原癌基因的移位及扩增， 这些特殊基因的翻译，使带有这些异常基因细胞的 某些特性得以专一表达，一个特殊的化学物对一系 列细胞有诱变及DNA修复作用者，称为基因毒。目 前人类已知的致癌物均为基因毒。 b.原癌基因(前癌基因)细胞癌基因存在于细胞 基因组内，激活前的细胞癌基因称为原癌基因(前癌 基因)，一旦原癌基因激活成癌基因便会引起细胞癌 变，癌基因激活后，通过其表达产物改变细胞生长 和分化规律，诱发细胞癌变。细胞癌基因被激活的 途径很多，如启动子插人，基因重排和扩增，基因 点突变和DNA分子中去甲基化等。
1.1 病毒载体
• 1.1.1逆转录病毒（RV）载体 RV载体是经修饰的逆转录病毒，其复制所需要的基 因被除去，代之以治疗性基因和选择性标记物。RV优点 是能在体外条件下把基因高效转入增殖细胞，可同时感染 大量细胞，有广泛的宿主范围，能稳定整合，插入基因的 表达时间长等；缺点是RV的负载容量限于8kb，整合的随 机性有潜在的危险性，基因导入原代人类细胞的效率低及 靶细胞稳定转化后就难以逆转治疗等。在肿瘤基因治疗研 究中，逆转录病毒载体介导法是应用最为广泛、有效的基 因转移方法。
1.1.2腺病毒（AV）载体 重组腺病毒载体在基因转移中的应用相当广泛。AV 优点是能感染非增殖细胞，不整合入机体细胞染色体，滴 度高，免疫原性强等。缺点是容量小（4.5kb），体仙表 达时间短，使用次数受限制等。 • 1.1.3痘苗病毒（VV）载体 VV载体的优点是复制能力强，载体容易构建，容量 大，可容纳25kv片段并且掺入基因的数量没有限制，免 疫原性强，使用安全等。据点是病毒的强复制能力可能对 处于免疫抑制状态的病人有害，偶尔也在健康个体致病等 。 • 1.1.4其它病毒载体 EB病毒（EBV）衍生的载体、猴病毒40（SV40） 、人类巨细胞病毒（hCMV）、狂太病与假狂犬病病毒及 基于HIV的载体等病毒载体都可用于基因治疗。 •
3 .基因转移技术
基因转移至病人可以离体转移后再回输给病人，即回体 基因治疗：还可采用体内直接注射途径。 • 回体基因治疗一般应用病毒载体，由于该法比体内法更有 效，故在临床试验中较常使用。回体基因治疗的缺点是在 把细胞植入机体之前，可能发生细胞的遗传性改变；值人 生长的培养基中的遗传工程细胞时，大部分在体内不能长 期生存等。 • 体内基因治疗是直接把遗传物质导入人体，这可以用非病 毒载体完成。体内基因转移可以是局部（原位的）或者是 全身性转移，其中原位基因转移指将遗传物质直接导入人 体局部区域；全身性基因转移时，基因传递的部位可能与 某种形式的靶位无关，只要治疗分子最终到达作用部位。 •
• 1.2.2树突三聚体（Dendrimer） 树突三聚体作为基因转移载体的优点有：①可形成精 确的大分子结构；②构件极其微小；③没有免疫原性。 • 1.2.3受体介导的内吞作用 受体介异载体也称为分子交连载体。其原理是DNA连接 到靶向分子如多聚赖氨酸，交连的DNA复合体再结合到特 异的细胞表面受体，通过内吞作用将DNA转入细胞。 • 1.2.4其他非病毒载体 合成的肽复合物、人工（合成）病毒载体及人工染色 体等非病毒载体在基因治疗的应用在不断研究和完善中。
1.肿瘤（Tumor）
机体在各种致癌因素作用下，局部组织的某一个 细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，导致其克隆 性异常增生而形成的异常病变。学界一般将肿瘤分为良性 和恶性两大类。
2.基因治疗
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。
3.什么是肿瘤基因治疗
基因治疗的经典概念指通过外源基因导人人体以纠正 内在的基因缺陷的疗法。肿瘤基因治疗不再局限于“纠正 基因缺陷”，系指将外源的正常基因导人人体，达到直接 或间接抑制或杀伤肿瘤细胞的目的。基因是生命之本，是 生物得以保持其连续性和稳定性的物质基础。随着对恶性 肿瘤发生发展分子机制研究的不断深人，出于对肿瘤是一 种基因病的认识，加之恶性肿瘤的发病率和病死率较高， 这使得恶性肿瘤的基因治疗成为近年来基因治疗研究的主 要内容和热点。
血管内皮 间 肌 皮 肉
神 肝 胰
经 脏 腺
基因导入脑循环；基因导入脑脊液；CNS间接 打靶技术 肝脏疾病的基因疗法的重要靶器官 基因转入胰腺为治疗胰腺癌等提供了可能
眼组织
眼组织内注射可作为基因治疗的靶
• 2.3 肿瘤基因治疗的目的的基因 肿瘤基因治职的目的基因主要包括细胞因子基因、 MHC分子基因、协同刺激分子基因、抗癌基因、反义核 酸、肿瘤的药物相关基因及病毒基因等。 2.3.1 能改变肿瘤细胞的恶性表型的基因 肿瘤细胞主要有癌基因的突变、扩增、过度表达，对 此可采用反义核酸或核酶；抑癌基因的突变、失活等，可 采用野生型的正常基因作为治疗基因，用正常基因剔除或 替换缺陷基因。 2.3.2 能提高肿瘤细胞的免疫原性的基因 向肿瘤细胞转导参与细胞免疫的细胞因子（如IL-2、 GM-CSF）基因，共刺激分子B7基因等，以增强宿主的 抗癌免疫反应，可统称为免疫基因治疗。
肿瘤基因治疗的基本方法
• 1.确定基因治疗载体 • 2.确定基因治疗的靶器官、组织、细胞及目的的基因 • 3.基因转移技术
肿瘤基因治疗的基本方法
• 1.确定基因治疗载体 基因治疗载体应具备以下条件： ①易于进入细胞； ②在特异细胞或组织达到有规律的、充分的及持续的外源 基因表达； ③外源基因应含有或整合于基因组活化区内或能自主复制 的构件; ④整个过程应安全有效并具有选择性； ⑤易于大量生产。 目前采用的载体还没有一种能具备上述所有的条件。理 想的基因治疗载体除具备以上条件外，应该是静脉内传递 并只转染特异细胞。目前常用基因治疗载体可分为病毒载 体和非病毒载体两类.
组织 骨 髓
优
点
上皮细胞
皮 肤
容易获得：可在体外培养；易返回机体 使用腺病毒可在体内将基因转入呼呼上皮。经内窥 镜接近肠上皮进行体细胞基因疗法 最容易大面积接近的组织；干细胞可使表面持续更 新；皮肤中转基因表达可影响全身 外源性遗传物质可转入血管组织内皮细胞 间皮覆盖了体腔内表面，由单层细胞组成 裸露质粒DNA可注射转入骨骼肌或心肌。基因转入 骨骼肌后可在体内持续表达并释放治疗性蛋白质
2.3.3 肿瘤药物增敏基因 肿瘤药物敏感基因治疗是将编码某一敏感性因子的基因转入肿瘤 细胞，使肿瘤细胞对某种原本无毒或低毒的药物产生特异的敏感性而 死亡。这一表达敏感性因子的基因也被称为自杀基因（Suicide gene）。常用的自杀基因有单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSK-TK）基 因、水痘-带状疱疹病毒苷激酶（VZV-TK）基因、大肠杆菌胞嘧啶脱 氨酶（CD）基因、黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（XGPRT）基因、 嘌呤核苷磷酸化酶（PNT）基因、细胞色素氧化酶P450基因、胞苷 激酶（dck）等。如向肿瘤细胞转导HSK-TK基因、，该基因能将无 细胞毒性的原药丙氧鸟苷（GCV）磷酸化，对细胞产生毒性作用；向 肿瘤细胞转导CD基因，能将无毒的前药5-氟尿嘧啶（5-FU）转化成 有细胞毒性的5-氟尿嘧啶。自杀基因多是由病毒载体转移进入细胞， 故该方法又称为病毒导向的酶前药疗法（VDEPT）。 • 2.3.4 耐药基因 • 耐药基因治疗的目的是提高造血细胞等对化疗药物的耐受性。目 前研究的耐药基因有多药耐药基因（MDRL）、二氢叶酸脱氨酶（ DHFR）等。如向造血干细胞转导耐药基因MDRL，防止化疗药物的 骨髓抑制作用。 • •