遗传病的治疗

本章节重点 药物治疗和饮食控制疗法的原则 基因治疗的概念 目的基因转移的方法 基因治疗的程序

第一节 手术治疗 一、矫正畸形: 唇腭裂 手术修补、两性畸形，先天性心脏病手术矫正、遗传性球形红细胞增多症脾脏切除。家族性高胆固醇血症 回肠空肠旁路代谢。 二、器官和组织移植: 肾移植：家族性多囊肾、遗传性肾炎、先天性肾病综合症等； 骨髓移植：重型地中海贫血、免于缺陷； 胰腺移植：胰岛素依赖性糖尿病患者； 酶移植：同种异体移植。

第二节 药物治疗 原则：补其所缺 去其所余 补其所缺: 第二节 药物治疗 原则：补其所缺 去其所余 补其所缺: 分子病及酶病多数是由于蛋白质或酶的缺乏引起，故补充缺乏的蛋白质、 酶或它们的终产物，常可收效。 去其所余： 由于酶促反应障碍，体内贮积过多 “毒物”，此时可使用各种理化方法将过多的“毒物”排除或抑制其生成。

一、出生前治疗 1．内科疗法：给孕妇服药，通过胎盘到达胎儿 如：羊水中甲基丙二酸含量增高，胎儿可能患甲基丙二酸症，会引起新生儿发育迟缓和酸中毒，应在出生前和出生后给母体和患儿注射大量VB12。 维生素B2依赖型癫痫的胎儿，给孕妇服用B2。

2．外科疗法： 例如对先天性尿道狭窄的胎儿施行尿道狭窄修复术（将胎儿自母体取出进行手术后再放回子宫），可避免胎儿肾功能不全及肺发育不良（因胎尿是羊水重要来源，胎儿没有足量羊水吞入会导致肺发育不全）。

第二节 药物治疗 原则：补其所缺 去其所余 一、出生前治疗 二、症状前治疗 第二节 药物治疗 原则：补其所缺 去其所余 一、出生前治疗 二、症状前治疗 患儿甲状腺功能低下，应给予甲状腺素终生服用，以防患儿智能和体格发育障碍。

三、现症病人治疗 （一）激素替代疗法：X染色体 康力龙 垂体性侏儒 生长激素 糖尿病 胰岛素 （二）补缺：先天性丙种球蛋白症 垂体性侏儒 生长激素 糖尿病 胰岛素 （二）补缺：先天性丙种球蛋白症 （三）去余：肝豆状核变性 D- 青霉胺 （四）酶疗法：酶诱导;酶补充 （五）维生素疗法：叶酸 –同型胱氨酸尿症 生物素-混合型羧化酶缺乏症 线粒体基因突变引起的心肌病

第三节 饮食疗法 原则： 禁其所忌:由于酶缺乏不能对底物进行正常代谢的患者，可限制底物的摄入量以达到治疗的目的。 原则： 第三节 饮食疗法 原则： 禁其所忌:由于酶缺乏不能对底物进行正常代谢的患者，可限制底物的摄入量以达到治疗的目的。 原则： 禁其所忌:由于酶缺乏不能对底物进行正常代谢的患者，可限制底物的摄入量以达到治疗的目的。 原则： 禁其所忌:由于酶缺乏不能对底物进行正常代谢的患者，可限制底物的摄入量以达到治疗的目的。 一、产前治疗 二、现症病人治疗 二、现症病人治疗 二、现症病人治疗

第四节 基因治疗 基因治疗(gene therapy)：运用DNA重组技术设法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。 基因修正(gene correction)：定点导入外源正常基因，代替有缺陷的基因，对靶细胞基因组无任何改变。属于直接治疗。 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。属于间接治疗。

一、基因治疗的目标 1、生殖细胞基因治疗： (germ cell gene therapy)是将正常基因转移到患者的生殖细胞（精细胞、卵细胞或早期胚胎）使其发育成正常个体，这是理想的方法。 2、体细胞基因治疗： (somatic cell gene therapy)是指将正常基因转移到体细胞，使之表达基因产物，以达到治疗目的。

二、基因治疗存在问题与伦理学 1．导入基因的稳定高效表达外源基因转移入病人体内细胞表达。 2．导入基因的基因治疗的安全性应确保。不因导入外源目的基因而产生新的有害遗传变异。 3．基因治疗与社会伦理道德:体细胞基因治疗是符合伦理道德的，但试图纠正生殖细胞遗传缺陷或通过遗传工程手段来改变正常人的遗传特征则是引起争议的领域。

第四节 基因治疗 三、方式：① 体细胞基因治疗：使患者症状消失或得到缓解，但有害基因仍能传给后代。

② 生殖细胞基因治疗：可根治遗传病，使有害基因不再在人群中散布。

四、关键： ① 外源基因的安全导入； ② 外源基因高效正确的表达。 五、条件： ① 疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚； ① 外源基因的安全导入； ② 外源基因高效正确的表达。 五、条件： ① 疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚； ② 已克隆正常基因，且明确该基因表达与调控机制； ③ 导入基因具有合适的受体细胞，并能有效表达； ④ 具有安全有效的转运载体和方法。

六、基因治疗的步骤： 1．正常基因的制备： 即分离、提取外源基因（目的基因） 2、靶细胞的选择 3、外源基因（目的基因）的转移 4、表达的检测 5、回输到患者体内。

第四节 基因治疗 （一）、目的基因的转移 1. 物理方法 ① 直接注射法

第四节 基因治疗 （一）、目的基因的转移 1. 物理方法 ① 直接注射法 ② 电穿孔法 ③ 微粒子轰击法

第四节 基因治疗 （一）、目的基因的转移 1. 物理方法 2. 化学法： 3. 膜融合法

第四节 基因治疗 （一）、目的基因的转移 1. 物理方法 2. 化学法 3. 膜融合法 4. 受体载体转移法:重组质粒+特异性多肽→内吞 第四节 基因治疗 （一）、目的基因的转移 1. 物理方法 2. 化学法 3. 膜融合法 4. 受体载体转移法:重组质粒+特异性多肽→内吞 5. 同源重组法(homologous recombination)

同源重组法 将外源性目的基因定位导入受体细胞的染色体上，通过与该座位的同源序列重组交换，使外源DNA取代原位点上有缺陷的基因，达到基因修正的目的。  Xba I Bst I neo 13.1 Kb   Xba I Bst I 11.1 Kb Bst I   neo  Xba I Bst I Xba I Bst I Xba I 16.5 Kb 7.7 Kb 通过同源重组定点插入珠蛋白基因

第四节 基因治疗 （一）、目的基因的转移 1. 物理方法 2. 化学法 3. 膜融合法 4. 受体载体转移法 第四节 基因治疗 （一）、目的基因的转移 1. 物理方法 2. 化学法 3. 膜融合法 4. 受体载体转移法 5. 同源重组法(homologous recombination) 6. 病毒介导转移法

病毒介导转移法 病毒介导基因转移(virus mediated gene transfer) 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。 ①反转录病毒载体：反转录病毒虽是RNA病毒，但有反转录酶，可使RNA转录为DNA，再整合到宿主细胞基因组。小鼠白血病病毒 ②DNA病毒介导载体：DNA病毒包括腺病毒、SV40、牛乳头瘤病毒、疱疹病毒等。

病毒介导转移法 1. 反转录病毒(retrovirus)反转录病毒虽是RNA病毒，但有反转录酶，可使RNA转录为DNA，再整合到宿主细胞基因组。 优点： ① 能高效转染宿主细胞，转染率可达100％ ② 宿主范围广泛; ③可转染大量细胞并长期停留，病毒基因和所载的外源基因都能表达。 缺点： ② 随机插入—基因的过度表达或失活; ③ 有致癌作用。

病毒介导转移法 1. 反转录病毒(retrovirus) ⑴ 逆转录病毒载体的构建(缺陷型病毒) 小鼠白血病病毒(Mo-MLV) ⑴ 逆转录病毒载体的构建(缺陷型病毒) 5’ LTR LTR 3’ U3 R U5 ψ 小鼠白血病病毒(Mo-MLV) gag pol env 病毒核心 逆转录酶 外壳蛋白 抗原基因 基因 基因

病毒介导转移法 1. 逆转录病毒(retrovirus) ⑴ 逆转录病毒载体的构建(缺陷型病毒) 小鼠白血病病毒(Mo-MLV) ψ ⑴ 逆转录病毒载体的构建(缺陷型病毒) 5’ LTR LTR 3’ U3 R U5 ψ 小鼠白血病病毒(Mo-MLV) 外源目的基因

病毒介导转移法 1. 逆转录病毒(retrovirus) ⑵ 逆转录病毒载体的包装 ψ－ ψ＋ 辅助病毒 包装细胞 RNA 包装蛋白 RNA ⑵ 逆转录病毒载体的包装 ψ－ 辅助病毒 包装细胞 ψ＋ RNA 包装蛋白 RNA 病毒颗粒 重组病毒颗粒

病毒介导转移法 2. 腺病毒(adenovirus) 优点：① 插入DNA片段较长 ② 宿主范围广，不需要正在分裂的细胞 ② 宿主范围广，不需要正在分裂的细胞 ③ 不整合，减少插入突变的潜在危险 缺点：① 需反复给药 ② 具有免疫原性

病毒介导转移法 2. 腺病毒(adenovirus) 表达E1蛋白的293细胞 b DNA E3 a E1 E3

病毒介导转移法 2. 腺病毒(adenovirus) 表达E1蛋白的293细胞 E3 a b DNA

病毒介导转移法 2. 腺病毒(adenovirus) 复制缺陷型病毒 ① 可感染分裂和非分裂细胞 ② 病毒颗粒稳定，易于浓缩和纯化 ③ 可导入多种靶细胞，并持续表达 ④ 无致癌性

第四节 基因治疗 靶细胞：是指接受转移基因的体细胞。 （二）、靶细胞的选择 皮肤成纤维细胞 ① 易于取材 ② 便于体外培养 第四节 基因治疗 （二）、靶细胞的选择 靶细胞：是指接受转移基因的体细胞。 ① 易于取材 ② 便于体外培养 ③ 便于进行遗传技术操作 ④ 安全回输 皮肤成纤维细胞

近几年临床的基因治疗实例 1．复合免疫缺陷综合征的基因治疗； 2．黑色素瘤的基因治疗 ； 3．其它遗传病的基因治疗: 如白种人中常见的囊性纤维化的治疗进展很快。

七、基因治疗的方案： （一）反义技术 又称反义寡核苷酸（antisense oligodeoxynucleotides）技术，是指利用人工合成的反义RNA和反义DNA来阻断基因的转录或翻译，控制细胞生长在中间阶段，使编码蛋白质的基因不能转录为mRNA，因而不能翻译成相应的蛋白质，以达治疗某一疾病的目的 。用反义DNA已对某些癌症进行临床试验。

第四节 基因治疗 （一）反义核酸在基因治疗中的作用 第四节 基因治疗 （一）反义核酸在基因治疗中的作用 应用DNA和RNA的碱基互补可形成同源或异源双链的原理，人工合成反义RNA(或DNA)，和mRNA互补，使其灭活，阻止其翻译成蛋白质，达到治疗疾病的目的。

单纯疱疹病毒的胸腺嘧啶激酶(HSV1TK) 第四节 基因治疗 （二） “自杀基因”(suicide gene)疗法 将编码某种酶的基因（自杀基因）转染到肿瘤细胞中，然后用药物来杀死肿瘤细胞。 单纯疱疹病毒的胸腺嘧啶激酶(HSV1TK)

第四节 基因治疗 （二）“自杀基因”(suicide gene)疗法 旁观者效应(by-stander effect)： 第四节 基因治疗 （二）“自杀基因”(suicide gene)疗法 旁观者效应(by-stander effect)： 将一定量转染自杀基因的肿瘤细胞和未被转染的肿瘤细胞一起培养，转染自杀基因的肿瘤细胞被药物杀死时，未被转染的肿瘤细胞也会被杀死。

第四节 基因治疗 （三）多药抗药性基因疗法：MDR基因 （四）RNA干涉在基因治疗中的应用：双链RNA对基因表达的阻断作用. 第四节 基因治疗 （三）多药抗药性基因疗法：MDR基因 （四）RNA干涉在基因治疗中的应用：双链RNA对基因表达的阻断作用. （五）抑癌基因疗法 野生型抑癌基因的失活和肿瘤的发生密切相关，将野生型抑癌基因导入肿瘤细胞，替代和补偿有缺陷的抑癌基因，以抑制肿瘤的生长或逆转其表型，称为“基因替代疗法” 。P53

第四节 基因治疗 基因治疗的临床应用 1. ADA缺乏症 第四节 基因治疗 基因治疗的临床应用 1. ADA缺乏症 腺苷酸脱氨酶(ADA)缺乏症是AR致死性疾病，患者由于ADA缺乏，脱氨腺苷酸增多，改变甲基化能力，产生毒性效应，使T淋巴细胞受损，导致严重的联合免疫缺陷症，引起反复感染，以致死亡。

第四节 基因治疗 考虑治疗程序的特点， 用于基因转移的生物制品的 FDA NIH 产品质量控制和鉴定 RAC HGTS 考虑治疗方案对受治患 第四节 基因治疗 考虑治疗程序的特点， 用于基因转移的生物制品的 产品质量控制和鉴定 NIH RAC HGTS FDA 考虑治疗方案对受治患 者和大众的安全性，对患者 预期疗效和潜在危险相比较 地方生物 安全小组 地方伦理小组 临床基因治疗方案

第四节 基因治疗 基因治疗的临床应用 证明了此基因治疗方案可行 1. ADA缺乏症(腺苷酸脱氨酶AR) 第四节 基因治疗 基因治疗的临床应用 1. ADA缺乏症(腺苷酸脱氨酶AR) 1990年，Anderson小组 1% ---25% (A)n ψ＋ LTR ADA neo SV 证明了此基因治疗方案可行

第四节 基因治疗 基因治疗的临床应用 2. 乙型血友病 第四节 基因治疗 基因治疗的临床应用 2. 乙型血友病 1991年复旦大学首次进行乙型血友病的基因治疗，利用逆转录病毒转移Ⅸ因子的cDNA到体外培养的患者皮肤成纤维细胞中，再回植入患者皮下。 患者体内可检测Ⅸ因子的基因表达产物，浓度约为正常人的 5 ％。

第四节 基因治疗 基因治疗的临床应用 3. 肿瘤的基因治疗 ① 细胞因子用于肿瘤基因治疗 1984～1987年，淋巴激活的杀伤细胞(LAK) 第四节 基因治疗 基因治疗的临床应用 3. 肿瘤的基因治疗 ① 细胞因子用于肿瘤基因治疗 1984～1987年，淋巴激活的杀伤细胞(LAK) 1986年，肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)结合IL-2 1991年，肿瘤坏死因子(TNF)治疗黑色素瘤 ② “自杀基因”用于肿瘤基因治疗 1992年，HSV-TK 和 GCV

第四节 基因治疗

第四节 基因治疗 基因治疗中存在的问题及解决方法 1. 导入基因的持续表达 2. 导入基因的高效表达 3. 安全性问题---2002年法国 第四节 基因治疗 基因治疗中存在的问题及解决方法 1. 导入基因的持续表达 2. 导入基因的高效表达 3. 安全性问题---2002年法国 1999年9月，Arizona亚里桑那洲的耶西Jesse Gelsinger因患鸟氨酸氨甲酰基转移酶(OTC)部分缺乏症在Pennsylvania宾西法尼亚大学接受基因治疗，4天后出现发热、凝血而死亡，成为死于基因治疗实验的第一个病人。

基 因 疗 法 的 展 望 只有纠正了致病基因才能达到根治的目的。现代基因工程技术的发展，使基因治疗成为可能，给遗传病治疗带来了新的希望。 基因治疗是治疗遗传病的理想方法。

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