醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)(第3版)課件 十八、Xu-16-06-24-治療

第22章

遺傳病的治療TreatmentofHumanGeneticDisordersJune24,2016徐湘民南方醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教研室SouthernMedicalUniversity第一節(jié)遺傳病治療的原則一、遺傳病治療的目的

二、遺傳病治療的基本策略第二節(jié)干細(xì)胞治療一、干細(xì)胞治療的定義

二、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的技術(shù)原理第三節(jié)基因治療一、基因治療的定義二、基因治療的技術(shù)原理

第22章

遺傳病的治療一、遺傳病治療的目的

遺傳病治療的基本方法

遺傳病治療的目的二、遺傳病治療的基本策略基因產(chǎn)物的替代治療

基于基因轉(zhuǎn)移的干細(xì)胞/基因治療第一節(jié)遺傳病治療的原則一、遺傳病治療的目的

遺傳病治療的基本方法

遺傳病治療的目的二、遺傳病治療的基本策略基因產(chǎn)物的替代治療

基于基因轉(zhuǎn)移的體細(xì)胞基因治療第一節(jié)遺傳病治療的原則手術(shù)治療內(nèi)科治療

藥物治療

飲食療法

干細(xì)胞治療

基因治療遺傳病治療的基本方法外科治療:

手術(shù)矯正畸形、改善功能

內(nèi)科治療:

“補(bǔ)其所缺、去其所余、禁其所忌”

干細(xì)胞治療:

替代、再生和修復(fù)缺陷組織細(xì)胞基因治療:

修復(fù)缺陷基因或補(bǔ)充功能遺傳病治療的目的一、遺傳病治療的目的

遺傳病治療的基本方法

遺傳病治療的目的二、遺傳病治療的基本策略基因產(chǎn)物的替代治療

基于基因轉(zhuǎn)移的干細(xì)胞/基因治療第一節(jié)遺傳病治療的原則一、遺傳病治療的目的

遺傳病治療的基本方法

遺傳病治療的目的二、遺傳病治療的基本策略基因產(chǎn)物的替代治療

基于基因轉(zhuǎn)移的干細(xì)胞/基因治療第一節(jié)遺傳病治療的原則遺傳病治療的基本策略

針對(duì)體細(xì)胞突變基因的修復(fù)與替代

針對(duì)突變基因轉(zhuǎn)錄的基因表達(dá)調(diào)控針對(duì)基因表達(dá)的蛋白質(zhì)功能的改善

在代謝水平上對(duì)代謝底物或產(chǎn)物的控制

在臨床水平的內(nèi)、外科治療以及心理治療等酶替代治療

(enzyme-replacementtherapy,ERT)減少底物治療

(Substrate-reductiontherapy,SRT)

其他治療：

校正劑（Corrector）增強(qiáng)劑（Potentiator）穩(wěn)定劑（Stabilizer）遺傳代謝?。夯虍a(chǎn)物的替代治療藥物治療的補(bǔ)償和拯救機(jī)制正常代謝補(bǔ)償機(jī)制拯救機(jī)制遺傳病的藥物治療舉例

疾病替代酶或靶點(diǎn)藥物作用戈謝病Gaucher’sdiseasetypeI葡萄糖腦苷脂酶

Glucocerebrosidase降解葡糖苷酰鞘氨醇戈謝病Gaucher’sdiseasetypeI葡萄糖腦苷脂酶

Glucocerebrosidase降解底物法布雷病Fabry’sdisease半乳糖苷酶A-galactosidaseA降解?；拾按既禾?/p>

粘多糖累積癥Hunter’ssyndrome艾杜糖醛酸硫酸酯酶Iduronate-2-sulfatase去除硫酸化底物末端的硫酸尼曼-匹克病Niemann-Pickdisease酸性鞘磷脂酶Sphingomyelinase降解底物

龐貝病Pompe’sdisease酸性葡萄糖苷酶-glucosidase降解糖原克拉伯病Krabbe’sdisease半乳糖(基)神經(jīng)酰胺酶Galactosylceramidase水解半乳糖神經(jīng)酰胺糖苷鍵

目前對(duì)大多數(shù)遺傳病尚缺乏根治手段，主要采取對(duì)癥或替代治療。產(chǎn)前診斷和選擇性流產(chǎn)，或植入前遺傳診斷/輔助生育技術(shù)是預(yù)防嚴(yán)重遺傳病患兒出生的重要措施，故疾病的預(yù)防應(yīng)放在首位!

同時(shí)，干細(xì)胞/基因治療等創(chuàng)新技術(shù)的發(fā)展為遺傳病的根治帶來希望，在可預(yù)期的未來，部分遺傳病可望得到臨床治愈。遺傳病防治的基本對(duì)策一、干細(xì)胞治療的定義

干細(xì)胞治療的概念

干細(xì)胞治療的策略二、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)干細(xì)胞重編程技術(shù)

iPS治療的單基因遺傳病

干細(xì)胞治療的現(xiàn)狀及限制第二節(jié)干細(xì)胞治療一、干細(xì)胞治療的定義

干細(xì)胞治療的概念

干細(xì)胞治療的策略二、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)干細(xì)胞重編程技術(shù)

iPS治療的單基因遺傳病

干細(xì)胞治療的現(xiàn)狀及限制第二節(jié)干細(xì)胞治療干細(xì)胞治療的定義干細(xì)胞治療是一項(xiàng)將健康的干細(xì)胞移植到患者體內(nèi)，以期修復(fù)或替換受損細(xì)胞或組織，從而達(dá)到治療目的治療技術(shù)。胚胎干細(xì)胞治療

(embryonicstemcelltherapy)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞治療

(inducedpluripotentstemcelltherapy)

成體干細(xì)胞治療：

造血干細(xì)胞（hemopoieticstemcell,HSC）間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymastemcell,MSC）神經(jīng)干細(xì)胞（neuralstemcell,NSC）干細(xì)胞治療的策略一、干細(xì)胞治療的定義

干細(xì)胞治療的概念

干細(xì)胞治療的策略二、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)干細(xì)胞重編程技術(shù)

iPS治療的單基因遺傳病

干細(xì)胞治療的現(xiàn)狀及限制第二節(jié)干細(xì)胞治療一、干細(xì)胞治療的定義

干細(xì)胞治療的概念

干細(xì)胞治療的策略二、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)干細(xì)胞重編程技術(shù)

iPS治療的單基因遺傳病

干細(xì)胞治療的現(xiàn)狀及限制第二節(jié)干細(xì)胞治療干細(xì)胞重編程技術(shù)：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(inducedpluripotentstemcell,iPS)TakahashiK,YamanakaS.Cell.2006;126(4):663-76.體細(xì)胞多能干細(xì)胞ShinyaYamanaka(山中伸彌）鼠成纖維細(xì)胞病人皮膚活檢病人個(gè)體特異性iPS細(xì)胞修復(fù)的iPS細(xì)胞健康iPS細(xì)胞受累的細(xì)胞類型疾病特異性藥物基因靶向修復(fù)致病突變遺傳上匹配的細(xì)胞移植治療藥物的篩選藥物治療體外分化體外分化遺傳病遺傳缺陷重編程靶細(xì)胞轉(zhuǎn)移載體疾病相關(guān)細(xì)胞Huntington病HTT基因CAG重復(fù)成纖維細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄病毒神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞家族性高膽固醇血癥LDLR基因突變成纖維細(xì)胞慢病毒肝樣細(xì)胞β-地中海貧血β-珠蛋白基因突變成纖維細(xì)胞羊水細(xì)胞慢病毒造血干細(xì)胞囊性纖維化CFTR基因突變成纖維細(xì)胞修飾RNA成熟氣道上皮細(xì)胞DMDDystrophin基因缺失成纖維細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄病毒肌源細(xì)胞血友病AFactorⅧ缺陷尿液細(xì)胞非整合型附著體肝細(xì)胞干細(xì)胞治療所針對(duì)的單基因疾病干細(xì)胞治療的現(xiàn)狀及限制iPS細(xì)胞治療具有明顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)有一組疾病的臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行，其安全性和治療效果有待進(jìn)行觀察評(píng)價(jià)。

造血干細(xì)胞移植治療白血病、地中海貧血及自身免疫性疾病等已有成熟的臨床經(jīng)驗(yàn)，為成體干細(xì)胞的研究和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。胚胎干細(xì)胞治療存在潛在的致癌機(jī)制和倫理學(xué)挑戰(zhàn)，成體干細(xì)胞在體外傳代過程中存在不同程度的增殖能力下降和衰老現(xiàn)象。一、基因治療的定義

體細(xì)胞基因治療的概念

基因治療的給藥途徑二、基因治療的技術(shù)策略基因治療的適應(yīng)癥

基因治療的靶細(xì)胞和治療基因

基因治療關(guān)鍵技術(shù)

基因治療現(xiàn)狀和發(fā)展第三節(jié)基因治療一、基因治療的定義

體細(xì)胞基因治療的概念

基因治療的給藥途徑二、基因治療的技術(shù)策略基因治療的適應(yīng)癥

基因治療的靶細(xì)胞和治療基因

基因治療關(guān)鍵技術(shù)

基因治療現(xiàn)狀和發(fā)展第三節(jié)基因治療世界上第一例基因治療ADA-SCID：1990年9月14日治療基因病毒病毒將治療基因送入人體靶細(xì)胞治療基因插入經(jīng)改造的工程病毒載體從病人靶組織中取出用于治療的受體細(xì)胞病人來源的受體細(xì)胞經(jīng)大量培養(yǎng)擴(kuò)增，并與病毒載體混合轉(zhuǎn)染治療基因的受體細(xì)胞回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)，替代遺傳缺陷基因的功能FirstGeneTherapyPatientsAttendTheImmuneDeficiencyFoundation(IDF)2013ConferenceR.MichaelBlaese,MDwithAshantiDeSilva(left)andCindyKisikattheIDF2013NationalConference,June29.Thesetwogirlswere4and10yearsoldrespectivelyin1990.基因治療的定義基因治療是一項(xiàng)通過將治療基因轉(zhuǎn)移到病人的體細(xì)胞內(nèi),以期糾正先天性缺陷基因或?yàn)榧?xì)胞提供新功能而達(dá)到治療目的治療技術(shù)?；蛑委熤幸脒z傳物質(zhì)的要求治療基因持續(xù)穩(wěn)定的表達(dá)避免不利的免疫或組織反應(yīng)不能產(chǎn)生其他繼發(fā)性疾病發(fā)病機(jī)理及基因的結(jié)構(gòu)和功能已了解清楚的疾病致病基因的基因編輯和表達(dá)調(diào)控操作已經(jīng)成熟具有安全有效的轉(zhuǎn)移載體和方法具有適宜的受體細(xì)胞(離體細(xì)胞)或/和動(dòng)物模型

進(jìn)行基因治療須具備的條件EXVIVO和INVIVO二種不同的基因治療途徑

體外轉(zhuǎn)移回輸體內(nèi)直接注射一、基因治療的定義

體細(xì)胞基因治療的概念

基因治療的給藥途徑二、基因治療的技術(shù)策略基因治療的適應(yīng)癥

基因治療的靶細(xì)胞和治療基因

基因治療關(guān)鍵技術(shù)

基因治療現(xiàn)狀和發(fā)展第三節(jié)基因治療一、基因治療的定義

體細(xì)胞基因治療的概念

基因治療的給藥途徑二、基因治療的技術(shù)策略基因治療的適應(yīng)癥

基因治療的靶細(xì)胞和治療基因

基因治療關(guān)鍵技術(shù)

基因治療現(xiàn)狀和發(fā)展第三節(jié)基因治療

疾病靶細(xì)胞治療基因腺苷脫氨酶重癥聯(lián)合免疫缺陷癥循環(huán)淋巴細(xì)胞，骨髓干細(xì)胞腺苷脫氨酶基因血友病B肝細(xì)胞，皮膚纖維母細(xì)胞IX因子基因β-地中海貧血造血干細(xì)胞β-珠蛋白基因假肥大型肌營養(yǎng)不良肌細(xì)胞肌萎縮蛋白基因肺癌肺癌細(xì)胞正常p53基因黑色素瘤黑素瘤細(xì)胞HLA-B7基因EBV淋巴瘤淋巴瘤細(xì)胞皰疹胸苷激酶基因腎上腺腦白質(zhì)營養(yǎng)不良造血干細(xì)胞ABCD1基因家族性高膽固醇血癥肝細(xì)胞LDL受體年齡相關(guān)性黃斑病變視網(wǎng)膜細(xì)胞補(bǔ)體因子H基因AIDSCD4+T4淋巴細(xì)胞反義核酸,CD4基因基因治療的適應(yīng)癥及靶細(xì)胞和治療基因靶細(xì)胞的選擇原則位于發(fā)病器官部位易從體內(nèi)取出受體細(xì)胞易在體外培養(yǎng)受體細(xì)胞易接受轉(zhuǎn)染

皮膚成纖維細(xì)胞(skinfibroblast)

肌細(xì)胞(myocyte,musclecell)

肝細(xì)胞(hepatocyte,livercell)

淋巴細(xì)胞(lymphocyte)

內(nèi)皮細(xì)胞(endothelialcell)

造血干細(xì)胞

(Hematopoieticstemcell)一些重要的用于基因治療的靶細(xì)胞基因治療的關(guān)鍵技術(shù)

基因轉(zhuǎn)移技術(shù)

生物學(xué)方法

物理學(xué)方法

化學(xué)方法

基因編輯技術(shù)

CRISPR-CAS9(RNA-guided)

NgAgo-gDNA(DNA-guided)

TALEN系統(tǒng)

ZFN系統(tǒng)基因治療的關(guān)鍵技術(shù)

基因轉(zhuǎn)移技術(shù)

生物學(xué)方法

物理學(xué)方法

化學(xué)方法

基因編輯技術(shù)

CRISPR-CAS9(RNA-guided)

NgAgo-gDNA(DNA-guided)

TALEN系統(tǒng)

ZFN系統(tǒng)基因轉(zhuǎn)移技術(shù)病毒載體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移非病毒載體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移磷酸鈣共沉淀、脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染微粒轟擊、電穿孔轉(zhuǎn)移裸DNA直接注射、顯微注射DEAE葡聚糖法、納米顆粒法物理學(xué)方法生物學(xué)方法化學(xué)方法基因轉(zhuǎn)移技術(shù)基因轉(zhuǎn)移技術(shù)病毒載體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移非病毒載體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移磷酸鈣共沉淀、脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染微粒轟擊、電穿孔轉(zhuǎn)移裸DNA直接注射、顯微注射DEAE葡聚糖法、納米顆粒法物理學(xué)方法生物學(xué)方法化學(xué)方法基因轉(zhuǎn)移技術(shù)載體病毒宿主整合狀態(tài)基因容量(Kb)免疫原性插入突變逆轉(zhuǎn)錄病毒(RNA)分裂細(xì)胞Yes4-8無有腺病毒(DNA)非分裂細(xì)胞Yes4-8有有腺相關(guān)病毒(DNA)廣泛Yes<4無低慢病毒(RNA)廣泛Yes4-6弱有單純皰疹病毒(DNA)廣泛、神經(jīng)細(xì)胞No30-150無有五種代表性基因治療病毒載體逆轉(zhuǎn)錄病毒載體治療基因載體基因重組體包裝細(xì)胞病毒復(fù)制基因轉(zhuǎn)移整合表達(dá)治療基因產(chǎn)物用逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)移治療基因包裝信號(hào)缺失病毒顆粒不含RNA含包裝信號(hào)的載體與包裝細(xì)胞互補(bǔ)病毒顆粒含RNA反義寡核苷酸與mRNA分子結(jié)合封閉其翻譯蛋白的活性基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA分子反義寡核苷酸mRNAdsRNA基因治療的關(guān)鍵技術(shù)

基因轉(zhuǎn)移技術(shù)

生物學(xué)方法

物理學(xué)方法

化學(xué)方法

基因編輯技術(shù)

CRISPR-CAS9(RNA-guided)

NgAgo-gDNA(DNA-guided)

鋅指核酸酶(ZFN)系統(tǒng)

轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)因子核酸酶

(TALEN)系統(tǒng)基因治療的關(guān)鍵技術(shù)

基因轉(zhuǎn)移技術(shù)

生物學(xué)方法

物理學(xué)方法

化學(xué)方法

基因編輯技術(shù)

CRISPR-CAS9(RNA-guided)

NgAgo-gDNA(DNA-guided)

鋅指核酸酶(ZFNs)系統(tǒng)

轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)因子核酸酶

(TALENs)系統(tǒng)規(guī)律成簇間隔短回文重復(fù)Cas9核酸內(nèi)切酶編輯技術(shù)Clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats(CRISPR)/CRISPR-associated9(Cas9)CRISPR-associ