《制藥工程》PPT電子課件

《制藥工程》PPT電子課件,制藥工程,制藥,工程,PPT,電子,課件 基因療法基因療法Gene therapy袁其朋袁其朋2009.3三、研究進(jìn)展三、研究進(jìn)展目目錄錄一、基本概念一、基本概念二、主要策略二、主要策略四、治療實(shí)例四、治療實(shí)例五、問(wèn)題與展望五、問(wèn)題與展望基本概念基本概念基因治療（基因治療（gene therapy）：）：利用分子生物學(xué)方法，將人的正常基因或有治療作用的基因?qū)氚屑?xì)胞或組織中，以糾正基因的缺陷或者發(fā)揮治療作用。對(duì)象：對(duì)象：體細(xì)胞體細(xì)胞 生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞主要策略和途徑主要策略和途徑基因置換基因置換(gene replacement)基因增補(bǔ)基因增補(bǔ)(gene augmentation)基因失活基因失活(gene inactivation)基因矯正基因矯正(gene correction)四種策略：四種策略：兩種途徑：兩種途徑：體外體外(ex vivo)間接法，回輸法間接法，回輸法體內(nèi)體內(nèi)(in vivo)直接法直接法基因矯正基因矯正(gene correction)將致病基因的突變堿基序列糾正，而正將致病基因的突變堿基序列糾正，而正常序列部分予以保留，使突變的致病基常序列部分予以保留，使突變的致病基因恢復(fù)正常功能。因恢復(fù)正常功能?；蛑脫Q基因置換(gene replacement)將致病基因整個(gè)地被有功能的正常基因?qū)⒅虏』蛘麄€(gè)地被有功能的正?；蛩脫Q，使致病基因得到永久更正。但所置換，使致病基因得到永久更正。但操作難度大，有倫理學(xué)問(wèn)題。操作難度大，有倫理學(xué)問(wèn)題。基因增補(bǔ)基因增補(bǔ)(gene augmentation)將目的基因?qū)氩∽兗?xì)胞或其它細(xì)胞，將目的基因?qū)氩∽兗?xì)胞或其它細(xì)胞，目的基因的表達(dá)產(chǎn)物能夠修飾缺陷細(xì)胞目的基因的表達(dá)產(chǎn)物能夠修飾缺陷細(xì)胞的功能，或使原有功能得到加強(qiáng)。的功能，或使原有功能得到加強(qiáng)。基因失活基因失活(gene inactivation)利用反義利用反義RNA或或RNA干擾等技術(shù)，干擾等技術(shù)，特異地封閉某些特異地封閉某些基因表達(dá)的特性，基因表達(dá)的特性，以抑制某些有害以抑制某些有害基因的表達(dá)?；虻谋磉_(dá)。DNA DNA RNA RNA 反義RNA 阻斷表達(dá) 載體載體目的基因目的基因in vivoex vivo靶細(xì)胞基因治療的兩種途徑基因治療的兩種途徑研究進(jìn)展研究進(jìn)展-腫瘤腫瘤NISHITANI等將表達(dá)IL-12的質(zhì)粒注射到BALB/c鼠腎癌模型體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)小鼠腫瘤生長(zhǎng)受到明顯抑制，而且對(duì)再次接種腎癌細(xì)胞引起的腫瘤表現(xiàn)出很強(qiáng)的免疫抑制。Reid等通過(guò)肝動(dòng)脈滴注ONYX-015合并5-FU和亞葉酸鈣治療27例早期胃腸癌合并肝轉(zhuǎn)移病人。病人僅出現(xiàn)輕度或中度的流行性感冒樣癥狀。研究進(jìn)展研究進(jìn)展-艾滋病艾滋病布魯斯萊文等人將免疫細(xì)胞從慢性HIV感染者體內(nèi)取出，再在實(shí)驗(yàn)室中將逆轉(zhuǎn)錄病毒科慢病毒注入細(xì)胞中。阻止了HIV的繁殖，并產(chǎn)生了與已存在的艾滋病病毒抗?fàn)幍哪芰?。研究進(jìn)展研究進(jìn)展-分子遺傳病分子遺傳病Powell等用攜帶F基因的RV經(jīng)靜脈途徑注入血友病A患者，證實(shí)了RV治療血友病的可行性，但長(zhǎng)期性及高效表達(dá)性尚需進(jìn)一步探討。Manno等通過(guò)向重型血友病B患者骨骼肌內(nèi)注入攜帶F基因的AAV2，使患者病情轉(zhuǎn)為輕型，驗(yàn)證了轉(zhuǎn)基因治療血友病的臨床可行性。研究進(jìn)展研究進(jìn)展-心血管疾病心血管疾病單志新等將人VEGF 和Angl的重組質(zhì)粒DNA聯(lián)合注射大鼠缺血心肌，證實(shí)VEGF和Angl基因聯(lián)合導(dǎo)入能顯著增強(qiáng)缺血心肌的血管生成和側(cè)枝循環(huán)的形成，改善心功能。Donahue等將抑制性G蛋白轉(zhuǎn)染入豬的房室結(jié)來(lái)影響急性房顫心室率。他們發(fā)現(xiàn)一種抑制性G蛋白亞單位的過(guò)表達(dá)，最終在誘發(fā)急性房顫時(shí)心室率下降15 20。研究進(jìn)展研究進(jìn)展-其他其他日本筑波大學(xué)附屬醫(yī)院，首次用基因療法治療白血病。日本，用高分子材料代替無(wú)毒性的病毒作載體，進(jìn)行基因治療實(shí)驗(yàn)獲得成功，這可能有助于提高治療的效果和安全性。美國(guó)國(guó)家癌癥研究所，通過(guò)改變患者的免疫細(xì)胞基因，來(lái)識(shí)別和攻擊癌細(xì)胞，在首次臨床試驗(yàn)中已治愈了兩名晚期皮膚癌-黑素瘤患者。研究進(jìn)展研究進(jìn)展-其他其他 抗癌新藥“重組人p53腺病毒注射液”世界首個(gè)基因治療藥物在中國(guó)誕生。研究進(jìn)展研究進(jìn)展-其他其他 中科院劉廷析的研究組與多個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作，從5號(hào)染色體長(zhǎng)臂關(guān)鍵缺失區(qū)內(nèi)的28個(gè)候選腫瘤抑制基因中，篩選并識(shí)別出alpha-catenin基因，該基因可能是30多年來(lái)一直在尋找的白血病干細(xì)胞腫瘤抑制基因。該成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊自然醫(yī)學(xué)(IF:29)上。治療實(shí)例治療實(shí)例-首例基因治療首例基因治療1990.9.14 1990.9.14 首例基因治療：首例基因治療：4歲女孩歲女孩 Ashanthi 重度聯(lián)合免疫缺陷綜合征重度聯(lián)合免疫缺陷綜合征(SCID)缺乏腺苷脫氨酶缺乏腺苷脫氨酶(ADA)免疫系統(tǒng)極弱，只能在無(wú)菌病房免疫系統(tǒng)極弱，只能在無(wú)菌病房基因治療后免疫系統(tǒng)功能提高了基因治療后免疫系統(tǒng)功能提高了40%以上，經(jīng)過(guò)持續(xù)治療，健康以上，經(jīng)過(guò)持續(xù)治療，健康狀態(tài)一直良好，已開(kāi)始讀大學(xué)狀態(tài)一直良好，已開(kāi)始讀大學(xué)治療實(shí)例治療實(shí)例-首例基因治療首例基因治療XR XR，患者凝血因子患者凝血因子缺乏，缺乏，因子基因定位因子基因定位在在Xq26.3q27.2。臨床表現(xiàn)：易出血，凝血時(shí)臨床表現(xiàn)：易出血，凝血時(shí)間長(zhǎng)，輕傷、小手術(shù)后常出血不止。發(fā)病率為間長(zhǎng)，輕傷、小手術(shù)后常出血不止。發(fā)病率為1/300001/30000。治療實(shí)例治療實(shí)例-乙型血友病乙型血友病實(shí)例：我國(guó)學(xué)者薛京倫實(shí)實(shí)例：我國(guó)學(xué)者薛京倫實(shí)施的施的FF的基因治療。的基因治療。逆轉(zhuǎn)錄病毒載體逆轉(zhuǎn)錄病毒載體+FcDNA 重組體 5 LTR F neo SV PSO LTR 3導(dǎo)入倉(cāng)鼠細(xì)胞（導(dǎo)入倉(cāng)鼠細(xì)胞（CHO CHO）FF表達(dá)；表達(dá)；導(dǎo)入乙型血友病患者皮膚成纖維細(xì)胞（體外培養(yǎng)）導(dǎo)入乙型血友病患者皮膚成纖維細(xì)胞（體外培養(yǎng)）FF表達(dá)；表達(dá)；19911991年，導(dǎo)入乙型血友病患者皮膚成纖維細(xì)胞（體外年，導(dǎo)入乙型血友病患者皮膚成纖維細(xì)胞（體外培養(yǎng)）培養(yǎng)）回植病人皮下回植病人皮下FF基因表達(dá)，基因表達(dá)，F(xiàn)F基表達(dá)水平基表達(dá)水平達(dá)正常人達(dá)正常人的的5%5%。是我國(guó)基因治療成功的例子。是我國(guó)基因治療成功的例子。治療實(shí)例治療實(shí)例-先天性失明先天性失明美英科研人員首次利用基因療法使遺傳性失明（利伯氏先天性黑蒙）的病人部分恢復(fù)了視力。原本僅能看清他人手部動(dòng)作，治療后可辨別視力表上部分符號(hào)。6人中有4人的視力得到明顯改善。治療實(shí)例治療實(shí)例-先天性失明先天性失明以無(wú)害的普通感冒病毒為載體，用套管將正常的RPE65基因注入視網(wǎng)膜細(xì)胞內(nèi)。注入基因未轉(zhuǎn)移至其他部位。以前豪沃思要花77秒才能走出一個(gè)光線昏暗、有扇門的小房間，手術(shù)6個(gè)月后只需14秒。存在的問(wèn)題存在的問(wèn)題 前景廣闊，但問(wèn)題也不少：前景廣闊，但問(wèn)題也不少：外源基因表達(dá)的可控性外源基因表達(dá)的可控性 治療基因過(guò)少治療基因過(guò)少 時(shí)效性問(wèn)題時(shí)效性問(wèn)題 安全性問(wèn)題安全性問(wèn)題 倫理學(xué)問(wèn)題倫理學(xué)問(wèn)題外源基因表達(dá)的可控性外源基因表達(dá)的可控性最理想的可控性是模擬人體內(nèi)基因本身的調(diào)控最理想的可控性是模擬人體內(nèi)基因本身的調(diào)控模式。這是今后長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。模式。這是今后長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。從近期來(lái)說(shuō)，可以期待實(shí)現(xiàn)的是在從近期來(lái)說(shuō)，可以期待實(shí)現(xiàn)的是在cDNA水平水平加上部分內(nèi)含子及調(diào)控元件，應(yīng)用誘導(dǎo)的形式加上部分內(nèi)含子及調(diào)控元件，應(yīng)用誘導(dǎo)的形式達(dá)到一定程度的可控性。達(dá)到一定程度的可控性。治療基因過(guò)少治療基因過(guò)少目前在已用于臨床實(shí)驗(yàn)的治療基因僅集中于少目前在已用于臨床實(shí)驗(yàn)的治療基因僅集中于少數(shù)基因。數(shù)基因。尤其是對(duì)大多數(shù)多基因疾病，如腫瘤、高血壓、尤其是對(duì)大多數(shù)多基因疾病，如腫瘤、高血壓、糖尿病、冠心病、神經(jīng)退行性疾病的致病基因糖尿病、冠心病、神經(jīng)退行性疾病的致病基因還有待闡明。這將有賴于人基因組計(jì)劃，尤其還有待闡明。這將有賴于人基因組計(jì)劃，尤其是功能基因組學(xué)的發(fā)展。是功能基因組學(xué)的發(fā)展。時(shí)效性問(wèn)題時(shí)效性問(wèn)題在使用基因治療的方法導(dǎo)入正常基因之后，被在使用基因治療的方法導(dǎo)入正常基因之后，被導(dǎo)入的靶細(xì)胞必須是能夠在較長(zhǎng)時(shí)間里保持穩(wěn)導(dǎo)入的靶細(xì)胞必須是能夠在較長(zhǎng)時(shí)間里保持穩(wěn)定功能的活細(xì)胞。定功能的活細(xì)胞。然而，用于治療的然而，用于治療的DNA并不能完全整合到基因并不能完全整合到基因組中，很多細(xì)胞特別是癌細(xì)胞也一直處于快速組中，很多細(xì)胞特別是癌細(xì)胞也一直處于快速分裂狀態(tài)。這些都使基因治療無(wú)法達(dá)到長(zhǎng)期的分裂狀態(tài)。這些都使基因治療無(wú)法達(dá)到長(zhǎng)期的治療效果，需經(jīng)過(guò)多輪基因治療。治療效果，需經(jīng)過(guò)多輪基因治療。安全性問(wèn)題安全性問(wèn)題基因治療時(shí)，若目的基因治療時(shí)，若目的DNA被整合到錯(cuò)被整合到錯(cuò)誤位置，可能引發(fā)新的疾病。在治療誤位置，可能引發(fā)新的疾病。在治療SCID病人時(shí)，曾因插入性突變導(dǎo)致病人時(shí)，曾因插入性突變導(dǎo)致20人中人中3人誘發(fā)人誘發(fā)T細(xì)胞白血病。細(xì)胞白血病。絕大多數(shù)基因治療中使用了病毒載體。盡管經(jīng)多次改造，絕大多數(shù)基因治療中使用了病毒載體。盡管經(jīng)多次改造，但仍然存在著包括細(xì)胞免疫、病毒毒性等很多問(wèn)題。但仍然存在著包括細(xì)胞免疫、病毒毒性等很多問(wèn)題。1999年，腺病毒載體產(chǎn)生嚴(yán)重免疫反應(yīng)，年，腺病毒載體產(chǎn)生嚴(yán)重免疫反應(yīng)，Jesse Gelsinger成為第一個(gè)因基因治療而死亡的人。成為第一個(gè)因基因治療而死亡的人。倫理學(xué)問(wèn)題倫理學(xué)問(wèn)題體細(xì)胞基因治療爭(zhēng)議相對(duì)較少。體細(xì)胞基因治療爭(zhēng)議相對(duì)較少。生殖細(xì)胞基因治療可能改變正常生殖細(xì)胞基因治療可能改變正常人的遺傳特征，存在很大爭(zhēng)議。人的遺傳特征，存在很大爭(zhēng)議。然而生殖細(xì)胞的基因治療又是一然而生殖細(xì)胞的基因治療又是一個(gè)不容回避的課題，因?yàn)樗润w個(gè)不容回避的課題，因?yàn)樗润w細(xì)胞基因治療更為徹底。所以，細(xì)胞基因治療更為徹底。所以，隨著基因治療技術(shù)的成熟，將回隨著基因治療技術(shù)的成熟，將回答倫理方面的問(wèn)題。答倫理方面的問(wèn)題。前景展望前景展望前景誘人，困難很大。前景誘人，困難很大。原理是可行的，但如何應(yīng)用到實(shí)原理是可行的，但如何應(yīng)用到實(shí)際治療中仍面臨很大困難。目前，際治療中仍面臨很大困難。目前，大多數(shù)治療方案仍處于臨床前試大多數(shù)治療方案仍處于臨床前試驗(yàn)或早期臨床階段，它們能否最驗(yàn)或早期臨床階段，它們能否最終成功尚未可知。作為一個(gè)前景終成功尚未可知。作為一個(gè)前景廣闊的治療手段，基因治療還有廣闊的治療手段，基因治療還有很長(zhǎng)的路要走。很長(zhǎng)的路要走。謝謝 謝謝!