1、 現代生物技術與人類現代生物技術與人類 人類疾病基因治療人類疾病基因治療 一：基因治療的回顧與現狀一：基因治療的回顧與現狀 基因治療概念：基因治療概念：向靶細胞或組織向靶細胞或組織引入外院性引入外院性DNA或或RNA片段，糾正或補片段，糾正或補償基因缺陷，關閉或抑制異常表達基因償基因缺陷，關閉或抑制異常表達基因以達到治療目的。以達到治療目的。 基本思想：基本思想：使變異基因和表達異常基使變異基因和表達異常基 因變為正常基因和正常表達基因，從根本因變為正常基因和正常表達基因，從根本上治愈遺傳疾病。上治愈遺傳疾病。例：例： 1973年第一例人體實驗年第一例人體實驗 1978年第二例基因治療實驗年第

2、二例基因治療實驗 基因治療動物實驗廣泛開展基因治療動物實驗廣泛開展 Dr Anderson（1980）首先闡明基因首先闡明基因治療前景和發展方向治療前景和發展方向 Rosenberg（1990）利用逆轉錄病毒利用逆轉錄病毒將基因導入腫瘤浸潤淋巴細胞（將基因導入腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL），），并將并將TIF輸回體內，輸回體內，TIF集中在腫瘤部位，集中在腫瘤部位，表達表達neoR。 1990年年9月月14日：第一例正式批準的基因治日：第一例正式批準的基因治療實驗開始進行療實驗開始進行 （美國，（美國，世界上開展基因治療最早的國家世界上開展基因治療最早的國家）大規模進行基因治療臨床實驗必須經歷以下

3、階段：大規模進行基因治療臨床實驗必須經歷以下階段： 體外試驗和動物試驗體外試驗和動物試驗 I期臨床試驗期臨床試驗6-10名志愿者名志愿者 II期臨床試驗期臨床試驗20-30名志愿者名志愿者 III期臨床試驗期臨床試驗充分分析療效、安全性充分分析療效、安全性 中國中國 1991年年7月開始進行基因治療試驗月開始進行基因治療試驗二：基因治療的方法與應用二：基因治療的方法與應用靶細胞（基因治療的對象）：靶細胞（基因治療的對象）： 體細胞體細胞 性細胞性細胞 （美國政府（美國政府19851985年規定，目前治年規定，目前治療僅限于體細胞）療僅限于體細胞） 目前基因治療的主要方法：目前基因治療的主要方法

4、： 體外體外原位基因治療原位基因治療 體內基因治療體內基因治療 反義基因治療法反義基因治療法 核酶基因治療核酶基因治療1：體外原位治療：體外原位治療 步驟：步驟：從患著體內取出基因缺陷細胞體外從患著體內取出基因缺陷細胞體外培養培養通過基因轉移進行基因修正（逆通過基因轉移進行基因修正（逆轉錄病毒載體）轉錄病毒載體）培養和選擇修正后細培養和選擇修正后細胞胞通過細胞融合或移植轉入患者體內通過細胞融合或移植轉入患者體內影響影響因素：因素：轉基因技術是否成熟、轉基因技術是否成熟、轉入基因表達轉入基因表達基因尋靶技術：基因尋靶技術：基因定點整合技術基因定點整合技術應用舉例：應用舉例：SCID基因治療基因治

5、療 轉基因肝細胞治療轉基因肝細胞治療LDLR 基因突變基因突變 血管平滑肌細胞血管平滑肌細胞2：體內基因治療：體內基因治療將基將基因轉入特定組織因轉入特定組織載體：載體：腺病毒、庖疹病毒腺病毒、庖疹病毒 逆轉錄病毒等逆轉錄病毒等示例：示例：肌肉萎縮癥、囊性纖維肌肉萎縮癥、囊性纖維化化 方法：方法：引入反義基因序列引入反義基因序列 存在問題：存在問題：安全性、專一性、穩定性安全性、專一性、穩定性 反義藥物轉移方法：反義藥物轉移方法：直接注射法、直接注射法、 載體導入法、受體介導法載體導入法、受體介導法 應用舉例：應用舉例：3：反：反義療法義療法通過阻遏或降低通過阻遏或降低基因表達進行治療基因表達

6、進行治療 4：通過核酶基因治療：通過核酶基因治療核酶：核酶：具有酶活性的核酸分子。具有酶活性的核酸分子。核酶功能：核酶功能：治療應用舉例：治療應用舉例：核酶運載系統與表達系統：核酶運載系統與表達系統：優點：優點：核酶為核酶為RNARNA，免疫原性小免疫原性小 核酶分子較小，操作方便核酶分子較小，操作方便三：基因治療應用實例三：基因治療應用實例1：癌癥基因治療：癌癥基因治療治療基因分類：治療基因分類：直接殺傷或抑制癌細胞直接殺傷或抑制癌細胞基因（抑癌基因、細胞雕亡基因、癌基基因（抑癌基因、細胞雕亡基因、癌基因反義序列）；提高免疫系統功能基因因反義序列）；提高免疫系統功能基因（細胞因子基因）；多種

7、藥物耐藥基因（細胞因子基因）；多種藥物耐藥基因基因導入方法：同其他基因治療基因導入方法：同其他基因治療 應用舉例：應用舉例： 2 2：AIDS AIDS 基因治療基因治療 HIVHIV簡介：簡介：1986年，美國發現首例年，美國發現首例AIDS患者，患者，病原病原體體HIV（I型）型）為逆轉錄病毒科，慢病毒屬。為逆轉錄病毒科，慢病毒屬。一般認為起源與中非地區。一般認為起源與中非地區。傳播途徑：傳播途徑： 血液、性、母嬰垂直傳播血液、性、母嬰垂直傳播潛伏期：潛伏期： 平均平均78年，潛伏期內有大量病毒繁年，潛伏期內有大量病毒繁殖復制。殖復制。 HIVHIV生活史生活史AIDSAIDS治療藥物：治

8、療藥物： 例：雞尾酒療法例：雞尾酒療法 目前幾種新的目前幾種新的AIDSAIDS治療治療方向方向： 反義療法；反義療法；HIVHIV疫苗疫苗四：基因治療的發展前景四：基因治療的發展前景1：基因治療存在的技術問題基因治療存在的技術問題1 多基因調控復雜，技術難度大多基因調控復雜，技術難度大有賴與基因組計劃進展有賴與基因組計劃進展2 病毒載體問題：病毒載體問題：2：基因治療引起的基因治療引起的 倫理學與社會問題倫理學與社會問題 后果無法預料后果無法預料 延長人類壽命，謀求不正延長人類壽命，謀求不正當利益，引入生殖細胞決當利益，引入生殖細胞決 定權定權問題等問題等 3：基因治療的前景基因治療的前景1

9、 ) 轉移基因調控問題轉移基因調控問題2 ) 導入基因不被宿主細胞降解導入基因不被宿主細胞降解五：人類基因組計劃簡介五：人類基因組計劃簡介 一一) )：任務與完成進度：任務與完成進度： 第一個五年（第一個五年（1991-1995） 技術上改技術上改進進5-10倍，完成作圖倍，完成作圖50%，測序，測序1%第二個五年（第二個五年（1996-2000） 技術上改技術上改進進5-10倍，完成作圖倍，完成作圖100%，測序，測序10%第三個五年（第三個五年（2001-2005） 測序完成測序完成100%，找出全部基因，找出全部基因極終目標極終目標闡明全部基因位置、功能、結闡明全部基因位置、功能、結構、

10、表達調控機制及與致病有關的構、表達調控機制及與致病有關的變異。變異。 二二):):對醫學的影響：對醫學的影響： 1：進一步闡明人類基因在時空特異表達和調控機制，：進一步闡明人類基因在時空特異表達和調控機制，從而推動發育生物學、神經生物學、發展，揭示細從而推動發育生物學、神經生物學、發展，揭示細胞分化、胚胎發育、人類思維、記憶等復雜高級生胞分化、胚胎發育、人類思維、記憶等復雜高級生命活動的分子基礎。命活動的分子基礎。2：向人們提供不同種族、不同民族起源、演進強有：向人們提供不同種族、不同民族起源、演進強有力的分子證據，帶動民族學和種族學研究發展。力的分子證據，帶動民族學和種族學研究發展。3：在人

11、類疾病分子治療、預防方面做出特別貢獻。：在人類疾病分子治療、預防方面做出特別貢獻。如獲得人類疾病發病分子機制、設計治療方案，使如獲得人類疾病發病分子機制、設計治療方案，使人們在診斷、基因治療、遺傳保健、優生優育等方人們在診斷、基因治療、遺傳保健、優生優育等方面建立全新醫學，提高人類壽命。面建立全新醫學，提高人類壽命。4：一些模式生物基因組研究。：一些模式生物基因組研究。 三三) )：基因資源保護：基因資源保護： 中國國務院辦公廳中國國務院辦公廳1998年年9月轉發科技部、衛生部月轉發科技部、衛生部人類遺傳資源管理人類遺傳資源管理站行辦法站行辦法，保護我國，保護我國基因資源。基因資源。基因爭奪戰

12、的原因：基因爭奪戰的原因：1：人類基因資源：人類基因資源只有一套，為有限資源不能再生，只有一套，為有限資源不能再生，誰先發現基因即可通過申請專利獲得保護。誰先發現基因即可通過申請專利獲得保護。2：知識產權之戰：知識產權之戰：人類基因只有人類基因只有5%對認識疾病有對認識疾病有意義，意義，1%有巨大開發前景。包括生產基因藥物、直接有巨大開發前景。包括生產基因藥物、直接利用基因治療遺傳疾病、解釋或闡明發病機制，開發利用基因治療遺傳疾病、解釋或闡明發病機制，開發出治療藥物。一個基因開發出來其轉讓費高達千萬至出治療藥物。一個基因開發出來其轉讓費高達千萬至數億美圓。數億美圓。3：中國為基因研究的風水寶地

13、。：中國為基因研究的風水寶地。人口眾多、人口眾多、56個個民族歷史悠久、徒遷率低、城鄉差異顯著、家族隔離民族歷史悠久、徒遷率低、城鄉差異顯著、家族隔離群最多，基因家系保存完好，能準確提供保健與疾病、群最多，基因家系保存完好，能準確提供保健與疾病、城市與鄉村人類遷移系鋪最佳模型。城市與鄉村人類遷移系鋪最佳模型。四四) )：中國：中國HGP計劃簡介：計劃簡介： 1993年，中國自然基金委員會頒布年，中國自然基金委員會頒布“中國民族基因若干基因位點的中國民族基因若干基因位點的研究研究” 根據國內經濟實力和資源特點，主根據國內經濟實力和資源特點，主要開展兩方面研究：要開展兩方面研究：基因組多樣性、基因

14、組多樣性、疾病基因識別。疾病基因識別。取得成績取得成績1：基因組多樣性研究：基因組多樣性研究：（多民族基因組保存和研究）（多民族基因組保存和研究）已完成南北兩個漢族群、西南東北地區已完成南北兩個漢族群、西南東北地區傣、藏、壯族等傣、藏、壯族等1212個民族個民族733733個永生細個永生細胞橥建立。胞橥建立。應用多種遺傳標志，對我國多民族基因應用多種遺傳標志，對我國多民族基因組多樣性進行了比較，驗證我國南北地組多樣性進行了比較，驗證我國南北地區人群差異及進化上的聯系。區人群差異及進化上的聯系。2：基因新技術引進和建立：基因新技術引進和建立：形成包括測序、作圖、定位、基形成包括測序、作圖、定位、基因識別、基因組掃瞄、生物信息因識別、基因組掃瞄、生物信息等完整技術體系等完整技術體系。3：疾病