腫瘤基因治療的進(jìn)展(20210316005501)

1、腫瘤基因治療的最新進(jìn)展 摘要：癌癥是一種基因病，其發(fā)生、發(fā)展與復(fù)發(fā)均與基因的變異、缺失、畸形相 關(guān)。人體細(xì)胞攜帶著癌基因和抑癌基因。 癌癥的基因治療目前主要是用復(fù)制缺陷 型載體轉(zhuǎn)運(yùn)抗血管生成因子、抑癌基因、前藥活化基因（如HSV - 1胸腺嘧啶 激酶）以及免疫刺激基因。主要抗腫瘤機(jī)制為：抑制腫瘤細(xì)胞生長、誘導(dǎo)腫瘤細(xì) 胞凋亡、 誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng)、 提高腫瘤細(xì)胞對化療的敏感性、 提高腫瘤細(xì)胞對 放療的敏感性、切斷腫瘤細(xì)胞的營養(yǎng)供應(yīng)。 關(guān)鍵詞：腫瘤、基因治療、免疫、原癌基因、抑癌基因 從本質(zhì)上來講，癌癥是一種基因病，其發(fā)生、發(fā)展與復(fù)發(fā)均與基因的變異、 缺失、畸形相關(guān)。人體細(xì)胞攜帶著癌基因和抑癌基因

2、。正常情況下，這兩種基因 相互拮抗，維持協(xié)調(diào)與平衡，對細(xì)胞的生長、增殖和衰亡進(jìn)行精確的調(diào)控。在遺 傳、環(huán)境、免疫和精神等多種內(nèi)、 外因素的作用下， 人體的這一基因平衡被打破， 從而引起細(xì)胞增殖失控， 導(dǎo)致腫瘤發(fā)生。基因治療的策略有基因替代、 基因修復(fù)、 基因添加、 基因失活，目前臨床使用的最主要方式是基因添加。 針對腫瘤的特異 性分子靶點(diǎn)設(shè)計(jì)腫瘤治療方案， 具有治療特異性強(qiáng)、 效果顯著、 基本不損傷正常 組織的優(yōu)點(diǎn)。這種腫瘤靶向治療是腫瘤治療中最有前景的方案。 1. 腫瘤基因治療的歷史進(jìn)展 腫瘤、艾滋病、 遺傳病是困擾人們的三大疾病， 對腫瘤的根治是人們一直迫 不及待想要實(shí)現(xiàn)的愿望。 1964

3、 年 9月，實(shí)驗(yàn)室證實(shí)紫杉樹提取物確實(shí)能夠阻止癌細(xì)胞生長1，從 此紫杉醇在世界各地廣泛使用。 在過去的十年里， 隨著細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)理論和技術(shù)的飛速發(fā)展， 基 因治療，特別是腫瘤的基因治療已成為備受矚目的研究領(lǐng)域并已初步取得令人振 奮成果，如針對腫瘤細(xì)胞、 腫瘤的血管改變、 腫瘤患者的免疫系統(tǒng)和骨髓變化的 基因治療等。盡管目前還沒有哪一種腫瘤基因治療方法的作用是比較理想的， 但 都顯示出了良好的應(yīng)用前景。 癌癥的基因治療目前主要是用復(fù)制缺陷型載體轉(zhuǎn)運(yùn)抗血管生成因子、 抑癌基 因、前藥活化基因（如HSV 1胸腺嘧啶激酶）以及免疫刺激基因。其中以腺 病毒攜帶p53的臨床進(jìn)展最為迅速。 2.

4、腫瘤基因治療的最新現(xiàn)狀分析 2.1 誘導(dǎo)抗腫瘤免疫反應(yīng) 腫瘤細(xì)胞由于抗原性太弱而逃避了機(jī)體免疫系統(tǒng)對其的追殺2，病毒可 以利用其他種類病原體或體細(xì)胞的病態(tài)表面結(jié)構(gòu)， 例如癌癥腫瘤細(xì)胞呈現(xiàn)出特殊 的蛋白結(jié)構(gòu)， 免疫系統(tǒng)通常就是利用這個(gè)來識(shí)別腫瘤細(xì)胞的， 該特殊的蛋白結(jié)構(gòu) 稱為腫瘤標(biāo)記物 3 。我們可以制造出可識(shí)別腫瘤標(biāo)記物的單克隆抗體， 這樣就 可以檢測到腫瘤的大小和位置，以便提出更好的治療方案。 單克隆抗體加上細(xì)胞毒素藥物就是 “百發(fā)百中的魔彈” 在這個(gè)領(lǐng)域取得的第 一個(gè)成就就是使用人鼠嵌合性單克隆抗體， 這種抗體經(jīng)過遺傳修飾， 可以專門針 對非霍奇金淋巴瘤 4 （NHL 淋巴系統(tǒng)的惡性腫瘤，

5、可以侵襲身體各個(gè)部位，例 如淋巴結(jié)、脾臟、胸腺組織、腺體組織、扁桃體或髓） 到目前為止，已有 30 萬名患者采用利妥昔單克隆抗體 , 利妥昔單克隆抗體是 一種由實(shí)驗(yàn)室合成的靶向特異抗體， 其特異性表面抗原在 90%的非霍奇金 B 細(xì)胞 淋巴瘤可見，該抗原被稱為CD20,利妥昔特異性的與表面攜帶 CD20抗原的細(xì)胞 發(fā)生作用， 通過多種機(jī)制結(jié)合到細(xì)胞上， 激活機(jī)體免疫系統(tǒng)殺死細(xì)胞。 利妥昔僅 僅攻擊表面攜帶CD20的細(xì)胞，對其他細(xì)胞無害。 利妥昔是一種人源性重組抗體、它與 CD20相結(jié)合的可延展的“手”來自免 疫小鼠，而其余部分（約 90%）來源于人類，這是為什么利妥昔不被免疫系統(tǒng)識(shí) 別為異物而

6、誘發(fā)免疫反應(yīng)的原因。 此外也可以通過體外培養(yǎng)患者的腫瘤細(xì)胞， 將HLA相關(guān)基因?qū)爰?xì)胞內(nèi)產(chǎn)生 HLA抗原的表達(dá)，抑制或避免免疫逃避現(xiàn)象的產(chǎn)生。 2.2 原癌基因與抑癌基因的研究 抑癌基因功能的喪失和某些癌基因的過表達(dá)是腫瘤發(fā)生分子水平上的主要 原因，諸多實(shí)驗(yàn)表明， 腫瘤是一種細(xì)胞周期病， 是一種或多種細(xì)胞周期因子調(diào)節(jié) 失控所造成的 6 。 在眾多抑癌基因中， p16 基因是另一個(gè)研究較多的抑癌基因。因其對細(xì)胞周 期G1期有特異性調(diào)節(jié)作用，又稱多腫瘤抑制基因1（Multiple tumor supperssor 1, MTS-1 ）, INK4a （ Inhibitor of cyclin de

7、pendent kinase （CDK）4）。正常 情況下，P16與細(xì)胞周期素D （Cyclin D ）競爭CDK4 CDK6抑制它們的活性， 使其一系列底物（如Rb）保持持續(xù)去磷酸化高活性，而不能解除pRb對轉(zhuǎn)錄因子 E2F等的抑制，從而阻止細(xì)胞G1期進(jìn)入S期，直接抑制細(xì)胞增殖。相反，當(dāng)p16 基因發(fā)生異常改變時(shí)，細(xì)胞增殖失控導(dǎo)致其向癌變發(fā)展。 為了探討p16與p21、p53之間的協(xié)同作用，有人將 Ad-p16和Ad-p21分別 和同時(shí)導(dǎo)入肺腺癌細(xì)胞系 Anip973（高轉(zhuǎn)移潛能）和AGZY83-a中（低轉(zhuǎn)移潛能）， 發(fā)現(xiàn)雖然 p16 也能抑制癌細(xì)胞的生長，但統(tǒng)計(jì)學(xué)上無明顯作用，然而當(dāng)與 p

8、21 共同轉(zhuǎn)染后的癌細(xì)胞抑制效果非常顯著，克隆形成很少。Ghaneh等將Ad-p53與 Ad-p16 轉(zhuǎn)染到 5 種前列腺癌細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)無論體內(nèi)、體外，或在體、離體均發(fā) 現(xiàn)，與單獨(dú)治療相比， 兩者聯(lián)合可誘發(fā)大量的腫瘤細(xì)胞凋亡， 腫瘤細(xì)胞生長嚴(yán)重 受到抑制。除了與其他抑癌基因共同轉(zhuǎn)染外，還有很多p16與其它基因療法合用 的研究報(bào)道，如Wang等就設(shè)計(jì)了將p16與GM-CS哄同導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞，效果也非 常理想。 因此， p16 作為一種新型的抑癌基因，有很多優(yōu)點(diǎn)，如可特異地阻抑 CDK4 或CDK6與惡性腫瘤的聯(lián)系更加廣泛，抑癌機(jī)理比較明確，較之間接作用的p53, p16 基因?qū)?xì)胞周期有肯定的直接

9、作用。而且 p16 基因相對分子量較?。ㄖ挥?444bp）,僅為p53的1/4,易于基因治療的操作。所以，其在腫瘤的研究領(lǐng)域以 及基因治療方面的作用倍受矚目。 2.3利用RNA干擾因子治療 近幾年來，隨著人類基因組計(jì)劃研究的深入，一種 RNA干擾7（利用一小 段雙鏈RNA導(dǎo)入人體或其他哺乳動(dòng)物的細(xì)胞中， 是特定的基因表達(dá)沉默）在基因 治療的研究中顯示了良好的應(yīng)用前景 該方法有望與基因治療或基因藥物的研制，現(xiàn)至少已有 20多個(gè)制藥公司正 在利用siRNA技術(shù)進(jìn)行基因治療或基因藥物的研制。例如，德國 Ribopharma公 司根據(jù)人類黑色素瘤基因序列合成了 25bp長的siRNA來抑制腫瘤基因的表

10、達(dá)， 現(xiàn)已投入臨床實(shí)驗(yàn)，而且證明低劑量的siRNA即能有效。目前該產(chǎn)品已獲得歐洲 專利 7 。 3. 腫瘤基因治療的問題與展望 基因治療作為一種嶄新的治療手段， 為攻克癌癥帶來了希望， 從理論上說應(yīng) 該效果是很理想，但在實(shí)際應(yīng)用中，還有很多問題有待解決。如（1）外源基因 的表達(dá)效率問題。 雖然在外源基因上游克隆了強(qiáng)有力的啟動(dòng)子和增強(qiáng)子， 導(dǎo)致在 細(xì)胞體外培養(yǎng)時(shí)， 轉(zhuǎn)入的外源基因得到很高的表達(dá)， 但將細(xì)胞移植到體內(nèi)后， 外 源基因的表達(dá)顯著下降，有些基因表達(dá)甚至下降了1500 余倍。其中具體的機(jī)理 尚不清楚；（2）外源基因表達(dá)調(diào)控問題。 目前試驗(yàn)性基因治療都是以外源基因持 續(xù)表達(dá)進(jìn)行治療的， 但

11、由于精確的基因調(diào)控機(jī)制所知甚少， 因此治療基因還不能 做到按需開關(guān)；（3）在處理多系統(tǒng)基因紊亂過程中基因治療的作用遠(yuǎn)未闡明； （4） 基因治療另一個(gè)潛在的風(fēng)險(xiǎn)是反轉(zhuǎn)錄病毒載體是隨機(jī)地將外源基因插入宿主基 因組，如果插入不當(dāng)可能會(huì)破壞另一個(gè)基因表達(dá)或激活其它基因； 另外在實(shí)驗(yàn)操 作時(shí)有可能將輔助病毒污染重組病毒， 造成病毒在宿主體內(nèi)大量擴(kuò)增。 雖然基因 治療在臨床上對部分腫瘤顯示出較好的抗癌、 抑癌作用， 但是所使用的均是壽命 較短的細(xì)胞，病人需要重復(fù)輸入外源基因的細(xì)胞， 致使醫(yī)療費(fèi)用過高， 難以普及， 且其長期療效和不良作用尚不清楚。 因此，選擇適宜的靶細(xì)胞以使基因治療效果 得以長期維持，一勞永逸地解決腫瘤治療問題是基因治療的發(fā)展方向。 在后基因組時(shí)代各種腫瘤基因治療都有各自的策略。 如日本對治療胃癌及美 國對乳腺癌均提出了各自治療方案等。目前基因治療重點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：（1） 聯(lián)合基因治療（ 2）增強(qiáng)腫瘤的免疫反應(yīng)（ 3）修復(fù)細(xì)胞周期中因腫瘤抑制基因喪 失或癌基因激活而造成的細(xì)胞 DNA損傷（4）自殺基因治療，基因標(biāo)記研究與在 基因治療中對正常組織的保護(hù)措施等。 在這些熱點(diǎn)研究中， 聯(lián)合基因治療及自殺 基