遗传学：遗传病的治疗

1、遗传病的治疗,遗传病的常规治疗方法,遗传病的基因治疗,治 标,治 本,遗传病的治疗,遗传病的治疗,外科手术矫正畸形,生化代谢水平的治疗,器官移植,生化代谢水平的治疗,补充疗法（补其所缺）,控制饮食（禁其所忌）,抑制疗法,转移疗法（去其所余）,平衡清除法,本 质,概 念,“基因作为药物的运用”，即运用基因来治疗或预防疾病的实验技术。就是向有功能缺陷的细胞补充相应功能基因，以纠正或补偿其基因缺陷。,基因治疗的概念和策略,利用适当方法将一个完整的正常基因送入靶细胞内，以期该基因在细胞核内经基因重组能够正确嵌入染色体，从而将有缺陷的基因修复，或者至少可在细胞内表达以行使未正常表达的蛋白质功能，从而达到治病的目的。,基因治疗途径,体外法（ex vivo）,“体细胞基因治疗”，即将受体细胞在体外培养，转入外源基因，经过适当的选择系统，把重组的受体细胞回输患者体内，让外源基因表达以改善患者症状。,“直接法基因治疗”，是指直接将外源DNA注射至机体内，DNA可以单纯注射，也可以与辅助物如脂质体一起注射，使其在体内转录、表达从而发挥治疗作用。,体内法（in vivo）,基因治疗途径,基因材料,细胞或组织

2、,患 者,载 体,体外法,体内法,基因治疗方法,基因修正,基因置换,基因修饰,免疫调节,基因失活,自杀基因作用,耐药基因治疗,Gene correction,Gene replacement,Gene Augmentation,Gene inactivation,是指将致病基因的突变碱基序列纠正，而正常部分予以保留。,用正常的健康基因原位替换病变细胞内的致病基因，使细胞内的DNA完全恢复正常状态。,将目的基因导入病变细胞或其它细胞，目的基因的表达产物能修饰缺陷细胞的功能或使原有的某些功能得以加强。,利用反义技术、核酶技术或基因敲除技术（knock-out）封闭有害基因，能特异地封闭基因表达特性，抑制一些有害基因的表达，以达到治疗疾病的目的。,免疫调节,自杀基因应用,耐药基因治疗,将抗体、抗原或细胞因子的基因导入病人体内，改变病人免疫状态，达到预防和治疗疾病的目的。,在肿瘤治疗时，为提高机体耐受化疗药物的能力，把产生抗药物毒性的基因导入人体细胞，以使机体耐受更大剂量的化疗。,某些基因的表达产物（酶）能将无毒、或低毒的核苷酸类化合物代谢成特殊中间产物，并进一步生成细胞毒性物而导致细胞死亡。

3、,基因治疗方法,基因治疗的基本程序,Step 1,Step 2,Step 3,目的基因的获得,靶细胞的选择,基因载体的选择,Step 4,基因转移方法,Step 5,转导细胞选择鉴定,Step 6,回输体内,目的基因的选择和制备,目的基因是指准备导入受体细胞内的，以研究或应用为目的所需要的外源基因。 有效的基因治疗依赖于外源基因高效而稳定的表达，所以基因治疗的首要问题是选择用于治疗疾病的目的基因。,目的基因需要满足的条件,在体内只有少量的表达就可显著改善症状。,在病毒性疾病的基因治疗中，所选择的靶基因应在病毒的生活史中起重要的作用并且该序列是特异的。,该基因的过量表达不会对机体造成危害。,肿瘤的基因治疗中所针对的癌基因或抑癌基因应与肿瘤的发生和发展有明确的相关性。,获得目的基因的途径,从细胞核中直接分离，构建基因文库，然后筛选所需要的带有目的基因的片段。,直接分离法,人工合成法,机械方法,PCR扩增法,简短的目的基因可在了解DNA序列或多肽链氨基酸序列对应的核苷酸序列的基础上人工合成。,对目的基因有一定的了解的前提下，设计恰当的引物，运用PCR技术获取所需要的特异DNA片段。,例如超声

4、波方法把基因组打成片段等,靶细胞的选择,类型： 生殖细胞 体细胞,靶细胞的条件,必须取材方便，数量多，易培养,离体细胞易于受外源基因转化,必须较坚固，耐受处理，易于从人体分离且再植回体内仍较易成活,具有增殖优势，生命周期长，能存活几个月至几年，最好可延续至病人的整个生命期，使被转入的基因有效地、长期地发挥“治疗”作用,在选用反转录病毒载体时，目的基因表达最好具有组织特异性。,常用靶细胞,干细胞、前体细胞都是理想的基因治疗靶细胞。 目前使用较多的细胞： 骨髓干细胞、淋巴细胞、造血细胞、上皮细胞、成纤维细胞、干细胞等。,基因治疗的载体应具备的条件,易于介导外源基因的转移及能够维持外源基因在靶细胞中有规律充分持续的表达,携带外源基因易进入细胞,有效且对机体无危害,易于大量生产,载体的种类,病毒载体 非病毒载体,病毒载体,感染力强,不易降解,整合效率高,病毒载体被认为是良好的基因转运系统， 85%的基因治疗临床项目采用病毒载体。,病毒载体种类,反转录病毒改造步骤,制备DNA载体并插入外源基因,制备辅助细胞,导入辅助细胞,病毒载体感染 靶细胞，并进行细胞内表达,外源目的基因,RNA,反转录病毒,

5、慢病毒(Lent virus),是以HIV21 (人类免疫缺陷I型病毒)为基础发展起 来的基因治疗载体。 区别一般的逆转录病毒载体，它对分裂细胞和非分裂细胞均具有感染能力。因此对神经元细胞、肝细胞、心肌细胞等类型的细胞的基因治疗有很好的应用前景。 目前在动物模型中已有治疗地中海贫血、镰状红细胞疾病、异染性脑白质营养不良和帕金森氏综合征的报道。,DNA病毒,腺 病 毒,无被膜线性双链DNA病毒，长约36kb，DNA每条链上都有重叠的转录单位。病毒基因组通过核孔进行转运。一旦病毒基因组进入细胞核，将进行一系列的复杂而有序的逐级放大的剪切和转录过程，从而启动病毒基因组的复制。病毒DNA通常并不整合到宿主基因组中。,DNA病毒,腺相关病毒,单纯疱疹病毒,单纯疱疹病毒(HSV)载体，人HSV是大分子量双链DNA，可容纳大片段外源DNA。,腺相关病毒是一种非致病性人类小DNA病毒，相对大小约4.7kb，通常只有依赖于辅助病毒腺病毒才可能增殖，可感染分裂期及静止期细胞，也可在处于应激状态的细胞中复制。这类载体不含有任何病毒编码区，实验证明其可以有效地转导脑、骨骼肌、肝脏等许多类型的细胞，具有抗原性及

6、毒性很小，不致病，可感染非分裂细胞等优点。,潜在问题,因随机插入而引起基因失活、重组,癌基因激活,野生型病毒生成,外源基因的装载能力不大,特异性和靶向性不强,对机体有免疫原性,非病毒载体,低毒性,低免疫性,优点,安全性,靶向性,易于装配,无细胞毒性,能有效将有活性的基因插入目的区,携带DNA穿透细胞膜,保护 DNA在进入核前不被细胞内溶酶体酶的降解,可生物降解，从细胞中消除,保护DNA 免受细胞外DNA 降解 酶的降解,条件,非病毒载体满足条件,非病毒载体种类,多肽导向载体系统,人类人工染色体,嵌合载体,DNA 阳离子多聚物载体,脂质体载体,裸露DNA,基因治疗成功的关键,选择恰当的转移方法和载体，使目的基因靶向、可控并有效地表达，是基因治疗成功的关键。,目的基因导入靶细胞的转移方法,非病毒载体介导的基因转移 物理法 化学法 生物学方法,物理方法,DNA直接注射法,电穿孔技术,颗粒轰击技术,是目的基因导入的最简单方法，但注入量有限，能够接触到的靶细胞有限，因而获得的靶细胞转化率很低，多通过局部多点注射.,将目的基因包被金属以后，利用高压发射装置，加速包裹目的基因的金属颗粒进入细胞，从而

7、提高靶细胞的转化率.,利用脉冲电场将外源DNA导入细胞中，当细胞处于高压电场时，瞬时电脉冲可将细胞膜穿孔产生可逆性孔径，从而DNA进入细胞与染色体整合.,01,02,安全、简单、低毒、无免疫原性 能在活体内应用,将DNA、RNA、dsRNA、寡核苷酸等生物活性分子包裹在纳米微粒内部或由静电相互吸引或吸附在其表面，细胞摄取纳米微粒后，通过一系列复杂的过程释放出这些活性分子，从而发挥基因治疗的作用。,脂质体载体法,纳米微粒介导法,化学方法,转导细胞的选择与鉴定,利用基因表达产物筛选法 标记基因筛选法 基因缺陷型受体细胞的选择性 基因共转染技术： 运用分子生物学方法 原位杂交 Southern blot 斑点杂交,外源基因的表达及检测,包括对目的基因和标记基因表达的鉴定。 只有稳定表达外源基因的细胞在病人体内才能发挥治疗效应。 常用方法有原位杂交，Northern杂交，打点杂交，免疫组织化学染色等,重要疾病的基因治疗,癌症的基因治疗 抑癌基因的治疗（P53) 抗血管生成因子的治疗（内皮细胞生成因子，VEGF） 肿瘤免疫基因治疗 自杀基因治疗,重要疾病的基因治疗,心血管疾病的基因治疗 冠心病 高血压 高脂血症 心肌及肢体缺血 防治血栓形成 心功能不全（肌源决定基因）,重要疾病的基因治疗,免疫缺陷病的基因治疗,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。,ADA缺乏症,1990年，Anderson小组,基因治疗运用到临床需要解决的问题,寻找更多基因 设计定向高效的载体 导入基因的高效持续表达 靶细胞的选择和细胞移植技术 需更有效的动物模型 潜在的副作用和免疫反应问题,基因治疗进展缓慢的原因,临床试验方案比较复杂，实施难度大 长期安全性问题 生物机体复杂性 伦理道德,1999年9月，Arizona的Jesse Gelsinger因患鸟氨酸氨甲酰基转移酶(OTC)部分缺乏症在Pennsylvania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。,Thank You!,

《遗传学：遗传病的治疗》由会员hu****a8分享，可在线阅读，更多相关《遗传学：遗传病的治疗》请在金锄头文库上搜索。