基因治療在心血管系統(tǒng)的應(yīng)用

1、基因治療在心血管系統(tǒng)的應(yīng)用         10-05-16 10:26:00     作者：王莉萍    編輯：studa090420        自從1991年應(yīng)用肝細(xì)胞LDL受體基因治療家族性高膽固醇血癥以來(lái)，心血管疾病的基因治療無(wú)論是在試驗(yàn)上還是在臨床上都取得了可喜的進(jìn)展，尤其對(duì)血管增生性病變、高脂血癥、心肌病和心力衰竭和心肌缺血綜合征的基因治療，

2、更是取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。         1 血管疾病           基因治療主要應(yīng)用于血管增生性疾病的治療，動(dòng)脈損傷后，尤其是PTCA、血管內(nèi)支架等介入治療后增生更加明顯，容易引起血管再狹窄，這一過(guò)程中血管平滑肌(VSMC)增生發(fā)揮重要作用。因?yàn)樯L(zhǎng)因子和細(xì)胞因子是刺激和調(diào)節(jié)VSMC的主要因素，所以最初針對(duì)VSMC增生的基因治療主要是針對(duì)生長(zhǎng)因子，但由于因子眾多，基因治療只干預(yù)單一基因，故效果不理想。

3、繼之人們把目標(biāo)集中于調(diào)節(jié)VSMC周期，比如細(xì)胞周期依賴(lài)型激酶復(fù)合物(CDK)受體調(diào)節(jié)因子。單純皰疹病毒胸腺激酶基因(HSV-tk)和核酸相似物丙氧鳥(niǎo)苷是用來(lái)治療VSMC增生的另一種轉(zhuǎn)基因手段。腺病毒HSV-tk基因轉(zhuǎn)移和丙氧鳥(niǎo)昔治療能有意義地減低VSMC增生，可以防止豬髂動(dòng)脈和頸動(dòng)脈再狹窄。兔粥樣硬化損傷后采用這種轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以使VSMC增生減少60，減輕血管腔狹窄。此外c-myb、c-myc、cdc7和cdk2等寡核苷酸也可用于VSMC增生的防治。在動(dòng)物身上用血管轉(zhuǎn)換酶(ACE)和內(nèi)皮素(ET-1)基因也收到了較好的療效。用水凝膠囊在損傷的血管局部導(dǎo)入質(zhì)粒VEGF的臨床觀(guān)察正在進(jìn)行中。 &#

4、160;       2 高脂血癥           高脂血癥的轉(zhuǎn)基因治療20世紀(jì)90年代初就應(yīng)用于臨床，是心血管疾病基因治療最早應(yīng)用于臨床的例證。由于降血脂藥物如他汀類(lèi)對(duì)某些遺傳性高脂血癥無(wú)效，包括缺乏LDL-R雜合子或純合子家族性高膽固醇血癥、載脂蛋白E(ApoE)和LP(a)增加，所以這部分病人是基因治療的最佳候選病人。        &#

5、160;(1)家族性高脂血癥：將編碼LDL-R的復(fù)制缺陷逆轉(zhuǎn)錄病毒體外感染肝細(xì)胞，經(jīng)門(mén)靜脈輸人肝臟，可使兔血漿LDL水平減少30。這種方法用于治療5個(gè)病人，雖然也收到了療效，但效果顯然低于動(dòng)物模型。         (2)ApoE缺陷：轉(zhuǎn)基因替代缺陷的ApoE可有效地校正脂代謝紊亂和防止動(dòng)脈硬化的發(fā)生。         (3)HDL減少：HDL轉(zhuǎn)基因治療已經(jīng)顯示具有抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用。     

6、    3 心力衰竭和心肌病         (1)增加心肌收縮力：         腎上腺素能信號(hào)傳遞與基因治療：衰竭的心肌腎上腺素受體密度以及親和力均明顯減低，這種腎上腺素受體改變可以得到糾正，尤其轉(zhuǎn)基因技術(shù)更是一種有效的方法。起搏制造兔心力衰竭模型，并分離心肌細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)腎上腺素能信號(hào)傳遞缺陷，包括腎上腺素受體下調(diào)、受體的耦合機(jī)制失調(diào)和腎上腺素受體激酶上調(diào)。腺病毒介導(dǎo)的人腎上腺素受體

7、基因或腎上腺素受體激酶抑制劑基因轉(zhuǎn)移，可以校正腎上腺素信號(hào)傳遞缺陷。鼠轉(zhuǎn)移基因增加了心肌腺昔酸環(huán)化酶活性，增加了心肌腎上腺素受體蛋白質(zhì)的表達(dá)，改善了在體心房和心室的功能。2腎上腺素受體cDNA，經(jīng)冠狀動(dòng)脈在體內(nèi)轉(zhuǎn)染肥厚的兔心臟，將轉(zhuǎn)染的心臟移植至腹部，4天后發(fā)現(xiàn)心肌纖維膜腎上腺素受體表達(dá)增加5倍，同時(shí)發(fā)現(xiàn)左心室+dp/dtmax和-dp/dtmax亦明顯增加。指出體內(nèi)腎上腺素受體轉(zhuǎn)基因治療可以糾正壓力過(guò)負(fù)荷引起的心功能障礙，預(yù)防和治療心力衰竭。         細(xì)胞外基質(zhì)動(dòng)力學(xué)與基因治療：基質(zhì)金屬蛋白酶和一組金屬蛋

8、白酶抑制劑調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)代謝，因而參與CHF時(shí)的心肌重構(gòu)。人缺血性和擴(kuò)張型心肌病金屬蛋白酶抑制劑-1和-3無(wú)論是基因水平還是蛋白質(zhì)水平均降低，而金屬蛋白酶-9蛋白質(zhì)水平上調(diào)，從而證明金屬蛋白酶和金屬蛋白酶抑制劑調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)滅活，影響心室重構(gòu)和擴(kuò)張，在心力衰竭過(guò)程中發(fā)揮重要作用。故確定細(xì)胞外基質(zhì)重構(gòu)的分子和細(xì)胞學(xué)機(jī)制，可提供防治CHF的新理論和新途徑。衰竭的心室肌含有激活的細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶等多種蛋白質(zhì)，參與細(xì)胞外基質(zhì)的反向重構(gòu)。這些酶的激活，引起心肌結(jié)構(gòu)異常和心力衰竭。體內(nèi)轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以調(diào)整細(xì)胞外基質(zhì)中某些基因的上調(diào)和下調(diào)，比如轉(zhuǎn)移生長(zhǎng)因子(FGF)、膠原和金屬蛋白酶等，從而改善心肌功能。

9、      10-05-16 10:26:00     作者：王莉萍    編輯：studa090420        肌漿網(wǎng)鈣ATP酶與基因治療：心肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)(SR)Ca2+-ATP轉(zhuǎn)運(yùn)酶類(lèi)促進(jìn)Ca2+儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)和釋放，直接影響心肌的興奮-收縮耦聯(lián)過(guò)程以及舒張和收縮功能。人類(lèi)心肌病的心功能失調(diào)與SR Ca2+-ATP酶激活有關(guān)。重組腺病毒過(guò)度表達(dá)心肌肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶基因，能引

10、起新生鼠心肌細(xì)胞合成和釋放Ca2+-ATP酶蛋白質(zhì)，這種Ca2+-ATP酶以濃度依賴(lài)和時(shí)間依賴(lài)方式表達(dá)。增加Ca2+-ATP活性比增加濃度更明顯，同時(shí)增加了心肌細(xì)胞的收縮能力。當(dāng)鼠正經(jīng)歷從左心室肥厚向心衰的轉(zhuǎn)變過(guò)程時(shí)，將腺病毒攜帶的肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶基因?qū)牍跔顒?dòng)脈，結(jié)果是轉(zhuǎn)染腺病毒Ca2+-ATP酶基因鼠左心室+dp/dtmax和-dp/dtmax增加，SR Ca2+-ATP酶蛋白表達(dá)亦增高。兔左心室注射腎上腺素受體基因也得到了相似的結(jié)果。         (2)促使心肌細(xì)胞復(fù)制或從成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化

11、為心肌細(xì)胞：實(shí)驗(yàn)已發(fā)現(xiàn)，體外將編碼骨骼肌決定基因MyoD的逆轉(zhuǎn)錄病毒感染心肌的成纖維細(xì)胞，可以有效地將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楣趋兰?，這種方法有望用于促進(jìn)心肌細(xì)胞的生成。         (3)心肌細(xì)胞移植：將胚胎心肌細(xì)胞移植到CHF心臟的工作正處于研究階段。         4 缺血性心臟病           心肌生長(zhǎng)因子轉(zhuǎn)基因治療

12、是人類(lèi)基因治療最成功的例證之一。VEGF的基因治療取得了令人矚目的成功，有人稱(chēng)之為“自身血管搭橋”。心血管基因治療先驅(qū)者Isner等人將血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)基因phVEGF165注入足背潰瘍伴跛行的患者下肢，結(jié)果下肢血管再通，并且有意義地改善臨床癥狀。之后，他們選擇冠狀動(dòng)脈成形術(shù)(PTCA)或冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(CABG)失敗或非適應(yīng)證、而且對(duì)藥物治療無(wú)反應(yīng)的心絞痛患者，將裸型質(zhì)粒VEGF DNA直接注入其心肌，注射時(shí)沒(méi)有心率和血壓變化，只有單源性室早，心電圖無(wú)心肌梗死，無(wú)心肌水腫，3天后病人出院。1999年11月中旬在美國(guó)第72屆AHA年會(huì)上報(bào)告了以VEGF-1直接心肌注射

13、的2期臨床結(jié)果：30例患者經(jīng)治療后1年隨訪(fǎng)，50%癥狀消失；所有患者心絞痛發(fā)作頻度從治療前的60次凋減至3次凋以下；核素心肌顯像證實(shí)缺血范圍明顯縮小，運(yùn)動(dòng)耐量提高，生活質(zhì)量改善，副作用在可接受范圍。Timothy、Henry和日本的Murohara均從不同角度同時(shí)報(bào)告了該方法治療的正性結(jié)果。通?；蜻M(jìn)入人體后，在數(shù)周內(nèi)產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)，刺激組織長(zhǎng)出血管，不到3個(gè)月，長(zhǎng)出的微血管繞過(guò)動(dòng)脈阻塞的部位，進(jìn)入缺血區(qū)。曾做過(guò)冠狀動(dòng)脈旁路手術(shù)患者接受基因治療，癥狀改善優(yōu)于單純旁路手術(shù)者。PTCA后用導(dǎo)管直接將1000gVEGF基因質(zhì)粒用5個(gè)大氣壓導(dǎo)入人冠狀動(dòng)脈壁，結(jié)果安全、可靠、無(wú)明確副作用，有望用于預(yù)防再狹窄的發(fā)生以及改善心肌血流和心臟功能。CABG的患者，在心肌缺血區(qū)直接心肌注入腺病毒攜帶的VEGF121cDNA，整個(gè)過(guò)程沒(méi)有心包積液、心肌炎、心肌梗死，隨訪(fǎng)1周-1個(gè)月，無(wú)副作用。所以多點(diǎn)直接心肌注射(10個(gè)點(diǎn))方法是可行而可靠的。1998年德國(guó)科學(xué)家報(bào)道了用aFGF使20位心臟病人長(zhǎng)出新生的心臟血管，經(jīng)過(guò)3年隨訪(fǎng)，發(fā)現(xiàn)這種基因治療方法使心臟的血流增加