第14章 遗传病的治疗(4)

（四）名词解释

1. 对于某些遗传病，由于其沉积物可弥散入血，并保持血与组织之间的动态平衡。如果把一定的酶制剂注入血液以清除底物，则平衡被打破，组织中沉积物可不断进入血液而被清除，周而复始，以达到逐渐去除“毒物”的目的。

2．在某些情况下，酶活性不足不是结构基因的缺失，而是其表达功能“关闭”，可使用药物、激素和营养物质使其“开启”，诱导其合成相应的酶。

3．此法是把所用的酶进行一定的改造，用靶细胞表面特殊受体的抗体包裹，注入体内后，更易为靶细胞的某些结合部位所识别并与之特异性结合。

4．所谓基因治疗就是运用重组DNA技术，将具有正常基因及其表达所需的序列导入到病变细胞或体细胞中，以替代或补偿缺陷基因的功能，或抑制基因的过度表达，从而达到治疗遗传性或获得性疾病的目的。

5．指将致病基因的突变碱基序列纠正，而正常部分予以保留。

6．指去除整个变异基因，用有功能的正常基因取代之，使致病基因得到永久地更正。

7．指将目的基因导入病变细胞或其他细胞，目的基因的表达产物可以补偿缺陷细胞的功能或使原有的功能得到加强。

8．反义技术封闭某些特定基因的表达，以达到抑制有害基因表达的目的。反义技术是反义核酸（RNA或DNA）技术，ribozyme技术及反义ribozyme的总称。

9．指外源基因克隆至一个合适的载体，首先导入体外培养的自体或异体（有特定条件）的细胞，经筛选后将能表达外源基因的受体细胞重新输回受试者体内。

10．是将受精卵早期胚胎细胞作为目标进行的基因治疗。

11．三链形成寡核苷酸是指一段DNA或RNA寡核苷酸在DNA 大沟中以、Hoogsteen氢键与DNA高嘌呤区结合，形成三链结构。TFO 可与启动子区或结构基因结合而抑制基因转录。

12．意义链和反义链RNA共存抑制基因表达的效率达到单一意义链或反义链RNA的10倍以上，这种双链RNA（dsRNA）介导的转录后基因沉默(post-transcription gene silencing ,PTGS)现象称为RNA干扰，简称为RNAi。

13．非定点导入外源正常基因，而没有去除或修复有缺陷的基因。即间接疗法，

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此法难度较小，是目前多采用的策略，并已付诸实践。

（五）问答题

1．从基因突变到临床表现的出现，这其间涉及许多过程，每一过程都可能成为遗传病治疗的着眼点。遗传病治疗的策略包括5个方面：①针对突变基因的体细胞基因的修饰与改善；②针对突变基因转录的基因表达调控；③蛋白质功能的改善；④在代谢水平上对代谢底物或产物的控制；⑤临床水平的内、外科治疗以及心理治疗等。

2．遗传病的传统治疗方法大致上可分以下三类：外科治疗、内科治疗和饮食治疗：①外科治疗：当遗传病发展到已出现各种临床症状尤其是器官组织已出现了损伤，应用外科手术的方法对病损器官进行切除、修补或替换，可有效地减轻或改善症状。手术疗法主要包括手术矫正和器官移植两方面。②内科治疗：若在出生后，当遗传病发展到各种症状已经出现，机体器官已经受到损害，这时治疗的作用就仅限于对症。治疗原则是补其所缺、禁其所忌和去其所余；③饮食疗法治疗遗传病的原则是禁其所忌，即对因酶缺乏而造成的底物或中间产物堆积的患者，制定特殊的食谱或配以药物，以控制底物或中间产物的摄入，减少代谢产物的堆积，达到治疗目的。包括产前治疗和现症患者治疗。

3．对于一些因酶促反应障碍，导致体内贮积过多的代谢产物，可使用各种理化方法将过多的毒物排除或抑制其生成，使患者的症状得到明显的改善，称为去其所余。主要方法包括：①应用螯合剂：如肝豆状核变性是一种铜代谢障碍性疾病，应用青霉胺与铜离子能形成螯合物的原理，给患者服用青霉胺，可除去患者体内细胞中堆积的铜离子。②应用促排泄剂：对于家族性高胆固醇血症患者可口服消胆胺治疗。③利用代谢抑制剂：由于酶活性过高所造成的生产过剩病，可用代谢抑制剂抑制酶活性，以降低代谢率。例如，用别嘌呤醇治疗原发性痛风。④血浆置换或血浆过滤：血浆置换可除去大量含有毒物的血液，此法已成功应用于重型高胆固醇血症的治疗。血浆过滤是将患者的血液引入含有特定的亲合剂容器内，由于亲和结合剂与血浆中“毒物”选择性结合后不能通过回输滤器，而使患者的血液得到清理，在将血液重新输入患者体内后，获得治疗效果。⑤平衡清除法：对于某些溶酶体贮积症，由于其沉积物可弥散入血，并保持血与组织之间的动态平衡。如果把一定的酶制剂注入血液以清除底物，则平衡被打破，组织中沉积物可不断进入血液而被清除，周而复始，以达到逐渐去除

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“毒物”的目的。

4．遗传性代谢病通常是由于基因突变造成酶的缺失或活性降低，可用下列两种方法进行治疗。①酶诱导治疗：在某些情况下，酶活性不足不是结构基因的缺失，而是其表达功能“关闭”，可使用药物、激素和营养物质使其“开启”，诱导其合成相应的酶。例如雄激素能诱导α1-抗胰蛋白酶的合成，因而可应用于α1-抗胰蛋白酶缺乏症的治疗。②酶补充疗法： 给患者体内输入纯化酶制剂是酶补充疗法的重要途径。如给脑苷脂病(Gaucher病)患者注射β-葡萄糖苷酶制剂，可使患者肝和血液中的脑苷脂含量降低，使症状缓解；在临床上很多情况下，直接输入酶制剂，往往受到机体免疫功能的作用而被破坏，因而不能有效地发挥作用。为了降低外源酶在体内的破坏，延长酶作用的半衰期，目前采用将纯化酶制剂装入载体后再输入给患者的办法。

5．基因治疗（gene therapy）作为治疗疾病的一种新手段，正愈来愈受到人们的重视和关注。所谓基因治疗就是运用重组DNA技术，将具有正常基因及其表达所需的序列导入到病变细胞或体细胞中，以替代或补偿缺陷基因的功能，或抑制基因的过度表达，从而达到治疗遗传性或获得性疾病的目的。

基因治疗根据靶细胞的类型可分为生殖细胞基因治疗和体细胞基因治疗。从理论上讲，将受精卵早期胚胎细胞作为目标进行生殖细胞的基因治疗是可行的。但由于受精卵或早期胚胎细胞的遗传改变势必影响后代，伦理学障碍和技术上的困难使生殖细胞治疗目前仍为禁区。体细胞基因治疗只涉及体细胞的遗传转变，不影响下一代，现已被广泛接受作为严重疾病的治疗方法之一，在现代伦理道德上是可行的。方法上易于施行，而且已取得了可喜的成果。

6．根据宿主病变的不同，基因治疗的策略也不同，概括起来主要有下列几种： ①基因修正：基因修正指将致病基因的突变碱基序列纠正，而正常部分予以保留。但目前在技术上还无法做到。②基因替代：基因替代指去除整个变异基因，用有功能的正常基因取代之，使致病基因得到永久地更正。③基因添加（gene augmentation） 非定点导入外源正常基因，而没有去除或修复有缺陷的基因。即间接疗法，此法难度较小，是目前多采用的策略，并已付诸实践。④基因增强：基因增强指将目的基因导入病变细胞或其他细胞，目的基因的表达产物可以补偿缺陷细胞的功能或使原有的功能得到加强。⑤基因抑制和（或）基因失活：导入外源基因去干扰、抑制有害的基因

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表达。例如，向肿瘤细胞内导入肿瘤抑制基因（如Rb或p53），以抑制癌基因的异常表达。此外利用反义技术封闭某些特定基因的表达，以达到抑制有害基因表达的目的。

7．基因转移的途径有两类：一类是in vivo，称为直接活体转移；另一类为ex vivo，称为回体转移。前者指将含外源基因的重组病毒、脂质体或裸露的DNA直接导入体内。后者指外源基因克隆至一个合适的载体，首先导入体外培养的自体或异体（有特定条件）的细胞，经筛选后将能表达外源基因的受体细胞重新输回受试者体内。ex vivo法比较经典、安全，而且效果较易控制，但是步骤多、技术复杂难度大、不容易推广；in vivo法操作简便、容易推广，但尚不成熟，存在疗效短、免疫排斥及安全性等问题，它是基因转移研究的方向，只有in vivo基因转移方法成熟了，基因治疗才能真正走向临床。基因转移方法可分为物理、化学和生物学等方法。

8．对于进行成功的基因治疗来说，必要条件是：①选择合适的疾病；②掌握该病分子缺陷的本质；③矫正遗传病的治疗（或正常）基因得到克隆；④克隆基因的有效表达；⑤克隆基因的有效调节；⑥可利用的动物模型。

9．转基因治疗中的靶细胞选用应该是在体内能保持相当长的寿命或者具有分裂能力的细胞，这样才能使被转入的基因能有效地、长期地发挥“治疗”作用。因此干细胞、前体细胞都是理想的转基因治疗靶细胞。以目前的观点看，骨髓细胞是惟一满足以上标准的靶细胞，而骨髓的抽取、体外培养、再植入等所涉及的技术都已成熟；另一方面，骨髓细胞还构成了许多组织细胞（如单核巨噬细胞）的前体，因此，不仅一些累及血液系统的疾病如ADA缺乏症、珠蛋白生成障碍性贫血、镰状细胞贫血、CGD等以骨髓细胞作为靶细胞，而且一些非血液系统疾病如苯丙酮尿症、溶酶体贮积病等也都以此作为靶细胞。除了骨髓以外，肝细胞、神经细胞、内皮细胞、肌细胞也可作为靶细胞来研究或实施转基因治疗。

10．转基因过程中应注意：①必须考虑到被转基因在靶细胞中具有适当的表达效率。尽管在某些遗传病，正常基因2%～5%的表达量就可能不会发病，但像地中海贫血等疾病则需要较高的表达水平；②被转基因的表达必须受到严格的调控，做到这一点虽然很难，但在某些疾病，过少的基因表达不能达到治疗目的，而过多的表达又会引起不良反应，因此，这就需要严格的体外试验和动物试验；③大片段基因的转染以及不分裂细胞的转染都需要特别的考虑，否则难以达到预期效果。

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11．腺苷脱氨酶（adenylate deaminase，ADA）缺乏症 这是一种AR病，因ADA缺乏，致脱氨腺苷酸增多，改变了甲基化的能力，产生毒性反应，患者T淋巴细胞受损，引起反复感染等症状。

Anderson等提出了一项关于ADA缺乏症的临床基因治疗方案，具体内容是：先分离病人外周血T淋巴细胞，在体外培养；在培养时，用IL-2等促细胞生长因子刺激它生长，一旦T淋巴细胞分裂后就用含正常ADA基因的反转录病毒载体LASN导入这种细胞，然后回输病人，以达到用正常的ADA基因替代有缺陷的ADA基因的目的，实现基因治疗。该方案分别于1990年和1991年，对两例ADA缺乏症女孩进行临床基因治疗。

12．对肿瘤的基因治疗分为对宿主细胞的修饰和对肿瘤细胞的修饰。对宿主细胞的修饰包括①将一些对细胞毒药物有抗性的基因转移至造血前体细胞以降低治疗药物对骨髓的毒性,这样就可以用高剂量的药物杀伤肿瘤细胞而不破坏骨髓细胞。②涉及免疫系统，如果抗肿瘤应答（如CTL、TIL等）已经存在，导入细胞因子的基因有可能扩大抗肿瘤效应。对肿瘤细胞的修饰是达到以下三个目标：①改正肿瘤细胞的基因突变，降低其生长率，诱导肿瘤消退。②导入酶药物前体（pro-drug），形成肿瘤特异的敏感性。其主要原理是让病毒基因编码合成的酶在细胞中的表达依赖于细胞中某些蛋白质的诱导，所表达的酶能使无毒的药物前体转变成有毒的药物，从而杀伤肿瘤，而不伤及正常细胞。③导入目的基因以增强肿瘤的免疫原性，从而被机体的免疫系统所识别。随着多种细胞因子（IL-1、IL-2、TNF-α、GM-CST、IFN）基因的克隆化，将这些基因以各种基因转移方法导入各种类型的靶细胞，并在细胞内进行表达，直接发挥杀伤肿瘤细胞的功能，或是诱导淋巴细胞成为LAK细胞，或是诱导主要组织相容性复合物（MHC）抗原的表达，增加双识别抗肿瘤的免疫功能。

13．基因治疗存在的问题：①导入基因是否持续表达。靶细胞寿命短，需反复治疗，治疗过程繁杂、成本高。应研究长寿命的靶细胞（如造血干细胞，骨髓前体细胞等）；②导入基因能否高效表达。导入基因表达均不十分活跃，反转录病毒须带有高效启动子（如人巨细胞病的启动子等）；③安全性：反转录病毒载体有诱导肿瘤或并发症的可能；载体病毒自发重组产生有包装能力的辅助病毒或辅助病毒污染，辅助病毒即可扩散感染其他细胞，导致机体病变；④伦理学问题：生殖细胞基因治疗可将遗

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传改变直接传递给后代，对后代有不可预知的危险性；载体与外源基因的随机插入，将影响靶细胞基因组的稳定性，不稳定的基因组同样有不可预知的危险性。

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（岳风珍、王修海）

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