遗传学-2010-17-基因治疗
基因治疗
3、根据已有的实验室和临床研究，基因 治疗对于患者及其子女和接触者的安全 性如何估计？即基因治疗的安全性必须 有保证。
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4、根据已有的实验室和临床研究，基因 治疗的疗效预计将如何？即基因治疗的 有效性在进行人体试验前要有足够的动 物试验证据。
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5、如果满意地回答了上述4个问题，那 么如何公正地选择受试者？ 6、如果上述5个问题都有满意的答案， 那么医生将如何把基因治疗的各种情况 恰当正确地告知患者，以及他们将如何 表达同意和不同意？即要保证患者的知 情同意权。
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（一）、基因治疗的发展简史、 概念及背景
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基因治疗的发展简史
时间
1953 1963 1979 1980 1990 1992 1993 1997 至今
发生事件
DNA双螺旋结构模型 遗传密码的破译 重组体DNA技术、基因转染 临床地贫研究 第一个临床试验（ADA)基因 大量癌症临床试验
研究者
Avery
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上世纪九十年代初，一位因ADA(腺苷酸 脱氨酶)基因缺陷导致严重免疫缺损的四 岁女孩，由美国国立卫生研究院用ADA 基因治疗，取得疗效。“基因治疗”研 究热从此波及全世界，起而效颦，为保 障人类健康展现了美好的前景。
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截止到2012年1月，基因治疗试验的全球、 国家分布： 基因治疗的疾病类型： 基因治疗试验的临床阶段： 1989- 2012年1月，每年全球被批准的临 床数目：
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2000年Reinhart等在线虫中发现了另一 种重要的具有转录后调节作用的 miRNA:let一7，后来发现了大量类似 RNA，2001年起统一称为miRNA。
基因治疗基本知识
抑癌基因疗法
抑癌基因：是正常细胞内正常存在的，能抑 制细胞转化和肿瘤发生的一类基因群。 Rb基因，p53基因，MTS基因，nm23基因
p53基因治疗研究：
（1）野生型p53基因的替代疗法 （2）突变型p53基因的阻断疗法 （3）与p53基因有关的新型肿瘤疫苗
反义核酸
1. 反义RNA（antisense RNA）：与mRNA 互补的RNA，抑制mRNA的加工与翻译。
基因治疗
基因工程研究所 宋艳斌
传统治疗方法
1. 药物治疗 2. 手术治疗 3. 放射治疗 4. 理疗 新的生物治疗： 基因治疗 (gene therapy)
基因治疗
一、概念 二、种类和策略 三、基本流程 四、应用与展望
一、基因治疗的概念
• Gene therapy is a medical intervention based on modification of genetic materials in living cells.
• 该基因表达产生的酶可催化无毒性的药物前体转变为 细胞毒性物质，从而杀死肿瘤细胞；
• 同时通过“旁观者效应”（bystander effect）杀死邻近 未导入该基因的分裂细胞而显著扩大杀伤效应。
• 由于携带该基因的受体细胞本身也被杀死，所以这类 基因被称为“自杀基因”。
自杀基因
• 单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSV-TK）基因 编 码 胸 苷 激 酶 （ TK ） 催 化 丙 氧 鸟 苷 （ganciclovir, GCV）成为磷酸化的核苷酸类似 物，阻断DNA的合成而使细胞死亡。
2.体细胞基因治疗： 研究重点
体细胞治疗的概念
• 指应用人的自体、同种异体或异种（非人体） 的体细胞；
基因治疗——精选推荐
基因治疗基因治疗（gene therapy）经典的基因治疗：指正常的基因整合⼊细胞基因组以校正或置换致病基因的⼀种治疗⽅法。
⼴义的基因治疗：将某种遗传物质转移到患者细胞内，使其在体内发挥作⽤，以达到治疗疾病⽬的的⽅法。
基因治疗与常规治疗⽅法的不同：⼀般意义上疾病的治疗针对的是因基因异常⽽导致的各种症状，⽽基因治疗针对的是疾病的根源--异常的基因本⾝。
基因治疗⽬前主要是治疗那些对⼈类健康威胁严重的疾病，包括：遗传病（如⾎友病、囊性纤维病、家庭性⾼胆固醇⾎症等）、恶性肿瘤、⼼⾎管疾病、感染性疾病（如艾滋病、类风湿等）。
基因治疗发展简史1990年9⽉14⽇：第⼀例正式批准的基因治疗实验开始进⾏1991年美国批准了⼈类第⼀个对遗传病进⾏体细胞基因治疗的⽅案，即将腺苷脱氨酶（ADA）导⼊⼀个4岁患有严重复合免疫缺陷综合征（SCID）的⼥孩。
1991年7⽉中国开始进⾏基因治疗试验第⼀个基因临床治疗的实例其他实例1993年法国将Ad-RSVmDys（腺病毒－罗斯病毒⼩肌营养不良蛋⽩基因重组体）注⼊⼩⿏肌内成功。
即⽤腺病毒为载体，与⼩肌营养不良蛋⽩（minidystrophin）基因的cDNA重组，在RSV启动⼦启动下，作肌⾁注射，证明可在mdy⼩⿏肌⾁表达。
在中国1991年,我国科学家进⾏了世界上⾸例⾎友病B的基因治疗临床试验,⽬前已有4名⾎友病患者接受了基因治疗,治疗后体内IX因⼦浓度上升,出⾎症状减轻,取得了安全有效的治疗效果。
随后,我国科学家利⽤胸腺激酶基因治疗恶性脑胶质瘤基因治疗⽅案获准进⼊1期临床试验,初步的观察表明,⽣存期超过1年以上者占55%,其中1例已超过三年半,⾄今仍未见肿瘤复发。
此外,采⽤⾎管内⽪⽣长因⼦基因治疗外周梗塞性下肢⾎管病基因治疗⽅案也已获准进⼊临床试验。
⽬前,我国已有6个基因治疗⽅案进⼊或即将进⼊临床试验。
总的来看,我国基因治疗产业⽐美国落后了约4年,正处于成长阶段,绝⼤部分还处于实验室研究阶段,仅有⼤约5个项⽬通过审批进⼊特批临床试验或I、Ⅱ期临床试验。
遗传病的基因治疗
基因工程综述遗传病的基因治疗标题：遗传病的基因治疗姓名：指导老师：专业年级：学号：二零一一年四月二^一日目录摘要 (3)关键词 (3)正文 (3)1. 前言.................. 错误！未定义书签。
2. 主体.................. 错误！未定义书签。
A.遗传病.............................................................................. 3..1）定义 (3)2）遗传病的分类简介 (3)B基因治疗 31）定义32）基因治疗技术4C 遗传病的基因治疗,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 41）基因治疗的方法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, .,, 4 2）基因治疗的基因载体系统,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ..43）基因治疗的策略,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, .,44）基因治疗的步骤,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, .,53. 感想 (6)4. 参考文献 (6)遗传病的基因治疗一.摘要：随着科学技术的进步和发展，人们能有效控制传染病，发病率明显下降，而遗传病患病率则相对上升，现已发现的遗传病有6457多种，绝大多数缺乏有效治疗手段。
而随着分子生物学及基因工程技术的迅猛发展，基因治疗已经成为治疗人类疾病的重要方法之一，同时也是维护人类健康最有发展前景的手段之一。
近年来，DNA重组技术和基因转移技术的建立，在遗传病的基因治疗研究中，取得突破性的进展，已引起人们的极大兴趣。
二.关键词：遗传病基因治疗人类健康In vivo EX-vivo 前景DNA三.正文：1. 前言：遗传病的问题相对于其他随着科技发展发病率日益减少的状况来说，显得异常紧张，与此同时，基因治疗的发展和进步让人们对遗传病的基因治疗更加关注。
基因治疗
目录
• • • • • • • 什么叫基因治疗 了解基因治疗的历史 了解基因治疗的主要分类 了解基因治疗的策略 了解基因治疗的基本程序 了解基因治疗的基本步骤 基因治疗在中国的发展
• 基因治疗：是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。
• 经过十多年的发展，基因治疗的研究已 经取得了不少进展。但是，如今都还处 于初期临床试验阶段，还不能保证稳定 的疗效和安全性。尽管存在着许多障碍， 但基因治疗的发展趋势仍是令人鼓舞的。 或许正如基因治疗的奠基者所欲言的那 样，基因治疗这一新技术将会推动21世 纪的医学革命。
分类：
• 按基因操作：一类为基因修正和基因 置换，另一类为基因增强和基因失活。 • 按靶细胞：可分为生殖细胞基因治疗 和体细胞基因治疗。 • 给药途径
• 1991年,我国科学家进行了世界上首例血友病B的 基因治疗临床试验。随后,我国科学家利用胸腺激 酶基因治疗恶性脑胶质瘤基因治疗方案获准进入1 期临床试验,初步的观察表明,生存期超过1年以上 者占55%,其中 1例已超过三年半,至今仍未见肿瘤 复发。此外,采用血管内皮生长因子基因治疗外周 梗塞性下肢血管病基因治疗方案也已获准进入临 床试验。我国已有6个基因治疗方案进入或即将进 入临床试验。 • 总的来看,我国基因治疗产业比美国落后了约4年, 正处于成长阶段,绝大部分还处于实验室研究阶段, 仅有大约5个项目通过审批进入特批临床试验或I、 Ⅱ期临床试验。
• （1）1962年Szybalski等人类DNA去转化人类细胞，发现 Ca2﹢有刺激DNA转入细胞的作用，为人工转移遗传物质迈出 第一步。 • （2）1967年Nirenberg提出遗传工程空用于人类基因治疗。 • （3）1980年美国医生对两名严重地中海贫血患者进行基因治 疗，但未能获得成功。 • （4）1990年9月研究人员把线杆脱氢酶基因转入患者体内， 其症状明显缓解，治疗获得成功。 • （5）在1991年中国复旦大学的研究人员进行了“成纤维残暴 基因治疗血友病B”项目，此外还开展了针对肿瘤和血液病的 基因治疗。 • （6）2000年9月，一名18岁的男青年因基因治疗而死于美国 费城。美国《科学》杂志曾连续刊登了美国食品和药品管理 局（FDA）宣布暂时禁止某大学进行基因治疗试验的报导。 • （7）截至2005年7月，全世界已获准的基因治疗临床实验方 案达1076项，其中，66%是针对癌症的治疗。
基因治疗
以病毒为载体进行基因治疗示意图
逆转录病毒载体( retrovirus )
逆转录病毒（双链RNA病毒）
Ψ序列，其编码产物 能有效包装病毒基因 组进入病毒颗粒 病毒基因gag,pol, env,分别编码结构 蛋白，酶蛋白，被 膜蛋白，是整合入 宿主基因组必需的。
黑色素瘤的基因治疗
TNF
＋
肿瘤细胞
病人臀部
3周后切取 淋巴结 扩增的T细胞 ＋ IL－2
病人
3、病毒性疾病的基因治疗
(1) 转导抗病毒细胞因子基因 (干扰素，白细胞介素类)
(2) 反义技术 1 ）反义 RNA 与病毒的前 mRNA （ pre-mRNA ）相结合， 可使mRNA前体不能进行正确剪切，成熟的 mRNA不能形 成。 2 ）反义 RNA 与 mRNA 形成杂交体，使 mRNA 翻译功能受 到抑制。同时，杂交体可激活内源性 RNase( 如 RNaseH 等 ) ， 使杂交体降解。 3）反义RNA结合在 mRNA分子核糖体结合的位点上，使 rRNA不能 与 mRNA正确结合，也就不能翻译成蛋白质.
STEP 4
INFECTING THE TARGET ELL
逆转录病毒载体的主要优点：
(1)宿主范围广泛，能感染不同生物种类的多种细胞类型；
(2)感染效率高（-100%）；
(3)能将外源基因整合到宿主细胞的基因组中，使之在宿主 细胞中稳定存在，不易丢失;
逆转录病毒载体的主要缺点为：
繁殖滴度低，目前能达到的滴度(107)达不到治疗大肿瘤 所需的滴度; 包装容量较小，容纳外源基因的DNA长度为不大于8kb； 只能感染处于分裂期的细胞; 在血液循环中可激活补体系统而被补体灭活； 靶细胞重要功能基因的插入失活和原癌基因激活
基因治疗
重点：遗传病（如血友病、囊性纤维病、
家族性高胆固醇血症等）、恶性肿瘤、
心血管疾病、感染性疾病（如艾滋病、
类风湿等），而且以恶性肿瘤为基因治
疗研究的重点对象。
三、基因治疗的类型 和 用于基因治疗的载体
3.1 基因治疗的类型
性 细 胞 基 因 治 疗 （ Germline
gene therapy ） : 是在生殖细胞中进行操作，改 变生殖细胞的程序，这些细胞能将改变传递 给下一代，使其后代从此再不会得这种遗传 疾病。 体 细 胞 基 因 治 疗 （ Somatic gene therapy ） : 是在体细胞中进行基因操作， 以改变身体已分化细胞 DNA 的程序，但这些 细胞没有能力将这种改变传递给下一代，其 子孙后代仍会患这种病。
第 七 章 基 因 治 疗 Chap.7 Gene Therapy
一、什么是基因治疗
基因治疗是指将编码某种具有生物活性
物质（一般是蛋白质或肽）的基因，通过载
体或直接地转移到人体器官或组织细胞内， 以纠正基因的缺陷或抑制、关闭表现异常的 基因，使其在局部表达活性物质，从而达到 治疗或预防遗传疾病目的的生物医学高技术。
疗性基因以安全有效的方式带至组织，目前尚 未研制成功。
用于基因治疗的载体（Vector）：
病毒载体：主要有反转录病毒（ Retrovirus,
RV）、慢病毒（ Lentiviru关病毒（AdenoAssociated Virus, AAV）等。
非病毒载体：主要有脂质体（ Liposome）、
裸露 DNA（Naked DNA）、细菌及物理方 式（Physical means）。
四、基因治疗面临 的 问题与分歧
生殖细胞基因治疗的伦理思考：
基因治疗
佳木斯大学卫生法学文件综述研究项目：基因治疗的法学分析文件整理：刘桐羽PPT制作：刘桐羽组员；刘桐羽，黄胜彪，张时全，雷登摘要基因治疗是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。
然而近年来，随着这项技术的发展。
一些医疗事故的发生也让我们开始重新认识基因治疗。
法律该如何防止争议，保护患者，去监督这项事业的发展。
接下来，让结合法学知识，来重新审视这项技术。
目录一．基因治疗的概述与发展 (4)二、典型失败的基因治疗的案列 (5)案例一 (5)案例分析 (5)案例二 (7)案例分析： (7)三、我国及各国家的基因治疗法制化管理现状 (8)四、基因治疗的伦理性问题分析 (9)4.1治疗层面上伦理性问题 (10)法律思考 (10)4.2患者层面上的伦理性问题 (11)法律思考 (12)总论 (13)一．基因治疗的概述与发展遗传病的基因治疗是指应用基因工程技术将正常基因引入患者细胞内，以纠正致病基因的缺陷而根治遗传病。
纠正的途径既可以是原位修复有缺陷的基因，也可以是用有功能的正常基因转入细胞基因组的某一部位，以替代缺陷基因来发挥作用。
基因是携带生物遗传信息的基本功能单位，是位于染色体上的一段特定序列。
将外源的基因导入生物细胞内必须借助一定的技术方法或载体，基因转移的方法分为生物学方法、物理方法和化学方法。
基因治疗主要是治疗那些对人类健康威胁严重的疾病，包括：遗传病（如血友病、囊性纤维病、家庭性高胆固醇血症等）、恶性肿瘤、心血管疾病、感染性疾病（如艾滋病、类风湿等）。
基因治疗是将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学高技术。
基因治疗
基因治疗的方法步骤
基因治疗主要涉及四个环节： 克隆治疗基因 选择合适的靶细胞 通过运载体将治疗基因导入靶细胞 目的基因在受体细胞内的有效表达
克隆治疗基因 1. 从基因组中分离 2. 从mRNA合成胞 1. 骨髓细胞 2. 成纤维细胞 3. 肝细胞 4. 肌细胞 5. 淋巴细胞
基因治疗的临床研究
遗传病方面 腺苷脱氨酶（ADA）基因缺陷：美国 血友病 IX因子基因转移借助逆转录病毒
导入成纤维细胞，再回输。复旦大学 肿瘤方面 很多
1 活体直接转移（体内基因治疗） 直接将含有外源基因的重组病毒、脂质体 或裸露的DNA导入患者体内的靶组织中，使 其进入相应的靶细胞并进行表达。
目前技术不成熟，采用的极少。
2 回体移植（二步法） 是取患者的体细胞进行离体培养，将正 常的外源基因导入到离体培养的细胞中， 待外源基因正常表达后，再将这种离体 细胞回输到患者体内。
FDA对基因治疗严格控制
基因治疗的途径
1 生殖细胞基因治疗 指将外源的正常基因转移到患者的生殖
细胞（精子、卵子、受精卵）中，使其 后代发育成正常个体并世代遗传。
近亲婚配----遗传病 改变自然选择----基因污染----依赖生殖细胞治疗
优点：从根本上解决后代的遗传缺陷问 题。
优点：方法安全、经典、效果易控制
缺点：步骤多，技术复杂
基因治疗策略
1. 基因修复 2. 基因替代 3. 基因抑制 4. 基因增强
基因治疗的基本条件
1. 该遗传病危害严重，无法或无有效疗法 2. 已明确发病的分子机制 3. 相关基因已被克隆 4. 基因只需低水平表达就可治愈或改善的
疾病 5. 表达水平不须严格控制 6. 有合适的靶细胞，能确保安全可靠
基因治疗PPT课件
❖ 黑色箭头所示：从患者体内分离细胞，在实验室中修饰后回输给患者（回体基因治疗） ❖ 灰色箭头所示：细胞在患者体内进行修饰（体内基因治疗）
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基因治疗特点
❖ 普通的医疗方法对绝大多数遗传病都束手无策，即使治疗也是 治标不治本；基因治疗在基因水平上进行操作，能从源头上解 决疾病的发生。目前在没有治疗方法或疗效不佳的领域基因治 疗将大有作为
基因治疗
北京大学眼科中心 北京大学第三医院
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目录
第一部分 基因治疗概述 第二部分 基因治疗载体选择 第三部分 基因治疗的发展历程 第四部分 临床基因治疗
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一、基因治疗概述
❖ 1993年FDA定义： 基于修饰活细胞遗传物质而进行的医学干预
❖ 包括以下两方面： ➢ 患者体内分离细胞，进行体外修饰，随后再注入患者体内 ➢ 基因治疗产品直接注入患者体内，使细胞发生遗传学改变
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❖ 反转录病毒含三个转录单位，还有一个顺式作用元件，在载体中，三个转录单位 被治疗基因替代，最大克隆的容量是8kb。重组体在特定细胞中包装，该细胞可提 供必需的三个转录单位，但不含完整的反转录病毒基因组。
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腺病毒（AV）
❖ 双链DNA病毒，线性双链DNA基因组在细胞核内作为附加体 存在而不整合
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首例基因治疗死亡病例
❖ 18岁的 Gelsinger成为第一例基因治疗死亡病例（1999年9月 17日）。患者患有鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺陷，1999年在宾 西法尼亚大学接受以编码OTC基因的腺病毒基因治疗。为获得 足够的有功能的基因，通过肝动脉注射了大剂量的病毒载体。
❖ 半个世纪以来，分子生物以空前的速度迅猛发展，极大的推动了 基因工程技术和基因治疗的发展。
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