上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类课程号：BI913班级号：F1603020 姓名：刘乐典学号：516030910481专业：电子信息科学类 课程小论文 题目 基因治疗的现状 得分
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类 课程号： BI913 班级号： F1603020 姓名： 刘乐典 学号： 516030910481 专业： 电子信息科学类 课程小论文 题目 基因治疗的现状 得分
基因治疗的现状 刘乐典 (上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240) 摘要：基因治疗指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病， 以达到治疗目的。也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中， 使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。本文主要展示它当前的应用以及讨论它所引发的问 题。 关键词：基因治疗：应用 The status of gene therapy Liu L.D. (School of Electronic Information and Electrical Engineering.Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China) Abstract:Gene therapy refers to the introduction of exogenous normal genes into target cells to correct or compensate for diseases caused by genetic defects and abnormalities for therapeutic purposes.That is,the foreign gene through the gene transfer technology to insert it into the patient's appropriate receptor cells,so that the production of foreign gene products can treat a disease.This paper focuses on its current application and problems. Key words:Gene therapy:Application 1基因治疗的发展历史 基因治疗是指通过操作遗传物质来干预疾病的发生、发展和进程，包括替代或纠正人自 身基因结构或功能上的错乱，杀灭病变的细胞或增强机体，清除病变细胞的能力等，从而达 到治病的目的。基因治疗是随着DNA重组技术的成熟而发展起来的。它被认为是医学和药学 领域的一次革命，是当今生物医学发展最重要的里程碑之一。同时也必将对传统制药业产生 深远影响和冲击。随着DNA双螺旋结构的发现和以DNA重组技术为代表的现代分子生物学 技术的发展，以及人类对疾病认识的不断深入，越来越多的证据表明，多种疾病与基因的结 构或功能改变有关。因而萌生了从基因水平治疗疾病的念头和梦想。首次在医学界提出了基 因疗法的概念自1980年至1989年从学术界到宗教、伦理、法律各界对基因治疗能否进
基因治疗的现状 刘乐典 （上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海 200240） 摘要：基因治疗指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病， 以达到治疗目的。也就是将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中， 使外源基因制造的产物能治疗某种疾病。本文主要展示它当前的应用以及讨论它所引发的问 题。 关键词：基因治疗；应用 The status of gene therapy Liu L.D. (School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) Abstract: Gene therapy refers to the introduction of exogenous normal genes into target cells to correct or compensate for diseases caused by genetic defects and abnormalities for therapeutic purposes. That is, the foreign gene through the gene transfer technology to insert it into the patient's appropriate receptor cells, so that the production of foreign gene products can treat a disease. This paper focuses on its current application and problems. Key words: Gene therapy; Application 1 基因治疗的发展历史 基因治疗是指通过操作遗传物质来干预疾病的发生、发展和进程，包括替代或纠正人自 身基因结构或功能上的错乱，杀灭病变的细胞或增强机体，清除病变细胞的能力等，从而达 到治病的目的。基因治疗是随着 DNA 重组技术的成熟而发展起来的。它被认为是医学和药学 领域的一次革命，是当今生物医学发展最重要的里程碑之一。同时也必将对传统制药业产生 深远影响和冲击。随着 DNA 双螺旋结构的发现和以 DNA 重组技术为代表的现代分子生物学 技术的发展，以及人类对疾病认识的不断深入，越来越多的证据表明，多种疾病与基因的结 构或功能改变有关。因而萌生了从基因水平治疗疾病的念头和梦想。首次在医学界提出了基 因疗法的概念 自 1980 年至 1989 年 从学术界到宗教、伦理、法律各界对基因治疗能否进
入临床存在很大争议。直到1989年美国才批准了世界上第一个基因治疗临床试验方案。当 然这不是一个真正意义上的基因治疗。而是用一个示踪基因构建一个表达载体，了解该示踪 基因在人体内的分布和表达情况。到了I990年，美国NIH的Freuch Anderson博士开始了世 界上第一个真正意义上的基因治疗临床试验他们用ADA基因治疗了一位因ADA基因缺陷导 致严重免疫缺损的4岁女孩，获得了初步成功，促使世界各国都掀起了基因治疗的研究热潮凹。 2000年，法国巴黎内克尔儿童医院利用基因治疗使数名有免疫缺陷的婴儿恢复了正常的免 疫功能，取得了基因治疗开展近十年来最大的成功。2004年1月，深圳赛百诺基因技术有 限公司将世界上第一个基因治疗产品重组人p53抗癌注射液正式推向市场，这是全球基因治 疗产业化发展的里程碑。) 2基因治疗的应用 2.1肿瘤的基因治疗 p53基因是一种重要的抑癌基因在人类50%的肿瘤中部发现p53基因有缺失或突变，可 见其与肿瘤的关系十分密切。因此，利用加53基因治疗肿瘤已成为肿瘤继手术、放疗、化 疗以及生物治疗后的又一种有希望的治疗方法。近年来，随着分于生物学的不断发展，对于 疾病的病因、发生、发展的研究已深入到分子水平。因此，基因治疗正逐渐从理论成为现实， 他具有选择性强，副作用小，对晚期肿瘤及转移灶仍有效等优点，从而成为肿瘤继手术、放 疗、化疗以及生物治疗后的又一种有希望的治疗方法.由于p53基因在调节细胞周期和生长， 诱导细胞调亡的过程中发挥着重要作用。在人类恶性肿瘤中p53基因突变率如此之高，因此， 利用p53基斟治疗肿瘤已成为研究的热点。目前研究最多的是以正常的野生型p53基因 (wt一p53)替换肿瘤细胞中突变的p53基因，称为野生型p53基因的替代疗法。大量的实验已 证实，野生型p53基因可以通过诱导肿瘤细胞调亡而抑制肿瘤细胞的生长，从而使p53在肿 瘤的基因治疗中具有良好的应用前景。) 2.2艾滋病的基因治疗 人免疫缺陷病毒在全球的迅速传播，使人们迫切认为，确切有效的治疗和预防方法才是 当务之急。目前，临床应用的主要是高效抗逆转录药物疗。总的说来，HAART能在一段重要 的时间内控制病毒复制，也许部分恢复CD4T细胞的功能。然而这些治疗策略并不能消除病毒 感染。HIV基因治疗的途径大致可分为基于RNA和基于蛋白质两类途径。基因治疗作为一种 新型的治疗手段，在体外已证明能有效地抑制病毒，但仍然有许多问题有待研究，例如：选 择更有效的基因载体，要可注射、可调控和特性靶向：最佳靶细胞的选择，现在有人提出用 造血干细胞作为靶细胞，因为造血干细胞具有自我更新、自我修复能力：能分化为机体免疫
入临床存在很大争议。直到 1989 年美国才批准了世界上第一个基因治疗临床试验方案。当 然这不是一个真正意义上的基因治疗。而是用一个示踪基因构建一个表达载体，了解该示踪 基因在人体内的分布和表达情况。到了 1990 年，美国 NIH 的 Freuch Anderson 博士开始了世 界上第一个 真正意义上的基因治疗临床试验 他们用 ADA 基因治疗了一位因 ADA 基因缺陷导 致严重免疫缺损的 4 岁女孩，获得了初步成功，促使世界各国都掀起了基因治疗的研究热潮[1]。 2000 年，法国巴黎内克尔儿童医院利用基因治疗 使数名有 免疫缺陷的婴儿恢复了正常的免 疫功能，取得了基因治疗开展近十年来最大的成功。2004 年 1 月，深圳赛百诺基因技术有 限公司将世界上第一个基因治疗产品重组人 p53 抗癌注射液正式推向市场，这是全球基因治 疗产业化发展的里程碑。[2] 2 基因治疗的应用 2.1 肿瘤的基因治疗 p53 基因是一种重要的抑癌基因在人类 50％的肿瘤中部 发现 p53 基因有缺失或突变，可 见其与肿瘤的关系十分密切。因此，利用加 p53 基因治疗肿瘤已成为肿瘤继手术、放 疗、化 疗以及生物治疗后的又一种有希望的治疗方法。近年来，随着分于生物学的不断发展，对于 疾病的病因、发生、发展的研究已深入到分子水平。因此，基因治疗正逐渐从理论成为现实， 他具有选择性强，副作用小，对晚期肿瘤及转移灶仍有效等优点，从而成为肿瘤继手术、放 疗、化疗以及生物治疗后的又一种 有希望的治疗方法．由于 p53 基因在调节细胞周期和生长， 诱导细胞凋亡的过程中发挥着重要作用。在人类恶性肿瘤中 p53 基因突变率如此之高，因此， 利用 p53 基斟治疗肿瘤已成为研究的热点。目前研究最多的是以正常的野生型 p53 基因 (wt—p53)替换肿瘤细胞中突变的 p53 基因，称为野生型 p53 基因的替代疗法。大量的实验已 证实，野生型 p53 基因可以通过诱导肿瘤细胞凋亡而抑制肿瘤细胞的生长，从而使 p53 在肿 瘤的基因治疗中具有良好的应用前景。[3] 2.2 艾滋病的基因治疗 人免疫缺陷病毒在全球的迅速传播，使人们迫切认为，确切有效的治疗和预防方法才是 当务之急。目前，临床应用的主要是高效抗逆转录药物疗。总的说来，HAART 能在一段重要 的时间内控制病毒复制，也许部分恢复 CD4 T 细胞的功能。然而这些治疗策略并不能消除病毒 感染。HIV 基因治疗的途径大致可分为基于 RNA 和 基于蛋白质两类途径。基因治疗作为一种 新型的治疗手段，在体外已证明能有效地抑制病毒，但仍然有许多问题有待研究，例如：选 择更有效的基因载体，要可注射、可调控和特性靶向；最佳靶细胞的选择，现在有人提出用 造血干细胞作为靶细胞，因为造血干细胞具 有自我更新、自我修复能力；能分化为机体免疫
系统的各类细胞：具有归巢功能，它能感知机体损伤，迁移到损伤部位参与组织细胞的损伤 修复等优点，但目前仍存在体外培养困难，转导效率低的障碍：对机体免疫功能的影响：目 前的治疗方法在抑制病毒或破坏被感染细胞后能否实现免疫重建还需要进一步观察。现在 的观点多偏向于联合治疗，即药物治疗(HAART)+基因治疗才能取得较理想的效果网。 2.3心血管疾病的基因治疗 心血管病基因治疗在过去得到了迅速发展，无论是载体构建、基因导入方法及基因转染治 疗高血压或用基因方法建立心血管病动物模型等方面都做了有益的尝试取得了一定的经验教 训。尽管如此，在进一步应用基因方法治疗心血管疾病之前仍有许多技术的问题及安全性问 题未得到满意解决。心血管基因治疗基本的步骤之一是将外源基因导入靶器官或靶细胞并使 其稳定表达。能将目的基因导入靶器官或靶细胞的物质称为载体。目前常用的载体有病毒载 体和脂质体载体等。心血管基因治疗领域己有很大的发展，基因转染与其它遗传学技术结合 己证实可用于制造各种心血管病的动物模型，可以对心血管系统的各种表达蛋白的功能进行 深入研究。基因治疗不仅能治疗成年人的心血管疾病，还可应用基因工程方法生产出各种基 因药物治疗心血管疾病。心血管系统基因治疗的领域无限广阔，还有许多空白点和未知知识 等待开拓。 3基因治疗存在的问题 3.1人体基因治疗试验的危险性 在没有完全解释人类基因组的运转机制，充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行 基因治疗是相当危险的。例如病毒感染的细胞，通常不只一种，这样，当病毒载体携带基因 进入人体，它们改变的不仅是靶细胞。而且，当基因被加入DNA中时，也存在新基因加错地 方的可能，因而导致癌症或其它损害的危险；当DNA直接注入肿瘤，或使用脂质体传递系统时， 也存在外来基因擅自进入生殖细胞（精子或卵子）而产生遗传变异的微小机会；转入的基因“过分 表达”，合成过多原先没有的蛋白质产生危害的可能：转入的基因引起发炎或免疫反应的可能； 特别是当试验重复时，病人的病毒会感染其他人或进入外界的可能。 3.2社会和伦理问题 基因诊断和治疗技术是未来医学中的主流技术，但它也是一把双刃剑。基因诊断中的道德问 题包括基因取舍、基因歧视、基因隐私等；基因治疗中的道德问题包括基因设计、基因改造等。 基因诊断和治疗要坚持的道德原则有人类尊严与平等原则、知情同意原则、科学性原则、优 后原则和治病救人原则等。总的来说，基因疗法面临的问题与任何一个重大新技术发展时所 面临的问题是一样的。这些技术能实现很多益处，但也会由于滥用而带来危害
系统的各类细胞；具有归巢功能，它能感知机体损伤，迁移到损伤部位参与组织细胞的损伤 修复等优点，但目前仍存在体外培养困难，转导效率低的障碍；对机体免疫功能的影响：目 前的治疗方法在抑制病 毒或破坏被感染细胞后能否实现免疫重建还需要进 一步观察。现在 的观点多偏向于联合治疗，即药物治疗(HAART)+基因治疗才能取得较理想的效果[4]。 2.3 心血管疾病的基因治疗 心血管病基因治疗在过去得到了迅速发展，无论是载体构建、基因导入方法及基因转染治 疗高血压或用基因方法建立心血管病动物模型等方面都做了有益的尝试取得了一定的经验教 训。尽管如此，在进一步应用基因方法治疗心血管疾病之前仍有许多技术的问题及安全性问 题未得到满意解决。心血管基因治疗基本的步骤之一是将外源基因导入靶器官或靶细胞并使 其稳定表达。能将目的基因导入靶器官或靶细胞的物质称为载体。目前常用的载体有病毒载 体和脂质体载体等。心血管基因治疗领域已有很大的发展，基因转染与其它遗传学技术结合 已证实可用于制造各种心血管病的动物模型 ,可以对心血管系统的各种表达蛋白的功能进行 深入研究。基因治疗不仅能治疗成年人的心血管疾病，还可应用基因工程方法生产出各种基 因药物治疗心血管疾病。心血管系统基因治疗的领域无限广阔，还有许多空白点和未知知识 等待开拓。 3 基因治疗存在的问题 3.1 人体基因治疗试验的危险性 在没有完全解释人类基因组的运转机制，充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行 基因治疗是相当危险的。例如病毒感染的细胞，通常不只一种，这样，当病毒载体携带基因 进入人体，它们改变的不仅是靶细胞。而且，当基因被加入 DNA 中时，也存在新基因加错地 方的可能，因而导致癌症或其它损害的危险;当 DNA 直接注入肿瘤，或使用脂质体传递系统时， 也存在外来基因擅自进入生殖细胞(精子或卵子)而产生遗传变异的微小机会;转入的基因“过分 表达”，合成过多原先没有的蛋白质产生危害的可能;转入的基因引起发炎或免疫反应的可能; 特别是当试验重复时，病人的病毒会感染其他人或进入外界的可能。 3.2 社会和伦理问题 基因诊断和治疗技术是未来医学中的主流技术,但它也是一把双刃剑。基因诊断中的道德问 题包括基因取舍、基因歧视、基因隐私等;基因治疗中的道德问题包括基因设计、基因改造等。 基因诊断和治疗要坚持的道德原则有人类尊严与平等原则、知情同意原则、科学性原则、优 后原则和治病救人原则等[5]。总的来说，基因疗法面临的问题与任何一个重大新技术发展时所 面临的问题是一样的。这些技术能实现很多益处，但也会由于滥用而带来危害
[参考文献] [1]Anderson W F,Blaese R M,Culver K,et al.The ADA human gene therapy clinical protocol:points to consider response with clinical protocol[J].Hum Gene Ther,1990,1:331~362. [2]Pearson S,Jia H,Kandachi K.China approves first gene therapy[J].Nat Biotechnol,2004,22(1): 34. [3]Zhang Y,He FT.Research Progress of p53 Gene in Tumor Gene Therapy[J].World Chinese Journal of Digestology,2003,11(10):1593~1594. [4]Cheng L,Wu NP.The general situation and progression of HIV genic treatment[J].FOREIGN MEDICAL SCIENCES(EPIDEMIOLOGY LEMOLOGY FASCICLE),2004,31(5):265~266. [5]Cao ZP.Medical ethics in gene diagnosis and treatment[J].CHINA HIGHER MEDICAL EDUCATION, 2007,(8:1213
[参 考 文 献] [1] Anderson W F, Blaese R M, Culver K, et al. The ADA human gene therapy clinical protocol: points to consider response with clinical protocol[J]. Hum Gene Ther, 1990, 1: 331~362. [2] Pearson S, Jia H, Kandachi K. China approves first gene therapy[J]. Nat Biotechnol, 2004, 22(1): 3~4. [3] Zhang Y, He FT . Research Progress of p53 Gene in Tumor Gene Therapy[J]. World Chinese Journal of Digestology, 2003, 11(10): 1593~1594. [4] Cheng L, Wu NP. The general situation and progression of HIV genic treatment[J]. FOREIGN MEDICAL SCIENCES(EPIDEMIOLOGY LEMOLOGY FASCICLE), 2004, 31(5): 265~266. [5] Cao ZP. Medical ethics in gene diagnosis and treatment[J]. CHINA HIGHER MEDICAL EDUCATION, 2007, (8): 12~13