基因诊断和基因治疗.ppt

. * * 其乐融融的三口之家已不复存在 * 基因治疗的基本策略 基因干预 定义：采用特定的方式抑制某个基因的表达，或者通过破坏某个基因的结构而使之不能表达，以达到治疗疾病的目的。（区别于抗生素的基因水平调节） 基因治疗的基本策略 “自杀基因” 定义：自杀基因又称前体药物酶转化基因，这种基因导入受体细胞后可产生一种酶，它可将原来无细胞毒性或低毒药物前体转化为细胞毒性物质，将细胞本身杀死，这种基因被称为“自杀基因”，可以通过整合位点等选择目标细胞。 基因治疗的基本策略 免疫基因治疗 定义：通过将抗癌免疫增强细胞因子或MHC基因导入肿瘤组织，以增强肿瘤微环境中的抗癌免疫反应。 耐药基因治疗 定义：化疗过程中， 把产生抗药物毒性的基因导入患者体内，从而使患者能耐受更大剂量的化疗。 基因治疗的基本方法 治疗性基因的获得 在了解疾病发生的分子机制基础上， 选择对疾病有治疗作用的特定基因。 如，对单基因缺陷遗传病，可用野生型（非突变）基因即可用于治疗； 对于肿瘤，最好选择某些与该类肿瘤密切相关的癌基因或抑癌基因用于基因治疗。 治疗性基因的获得有赖对疾病病因和病理机制的深入研究 基因治疗的基本方法 基因载体的选择 基因治疗关键步骤之一，是将治疗基因高效转移入患者体内、并能调控其适度表达。 常用的载体有两类：病毒载体和非病毒载体。 病毒载体：逆转录病毒载体， 腺病毒载体， 腺相关病毒载体等； 非病毒载体：脂质体，受体介导等采用理化方法将治疗基因转移入患者体内。 基因治疗的基本方法 基因载体的选择 容易生产 持续表达 弱免疫源 复制、分裂和整合能力 能感染分裂期细胞和未分裂期细胞 ? 逆转录病毒(RV) 慢病毒 (HIV、FIV等) 腺病毒 (Ad) 腺相关病毒(AAV) 单纯疱疹病毒(HSV) 基因组大小(kb) 8～11 9.2～9.7 35 4.6 152 核酸类型 RNA RNA DNA DNA DNA 外源基因容量 约10kb 约10kb 7～8kb 约4kb 可达30kb 重组病毒滴度 较高 较高 非常高 高 相对低 靶细胞状态 分裂期细胞，表面须有特殊受体 分裂期细胞及非分裂期细胞 分裂期细胞及非分裂期细胞 分裂期细胞及非分裂期细胞 分裂期细胞及非分裂期细胞，嗜神经性 基因整合 随机整合 随机整合 不整合 定点整合 不整合 外源基因表达情况 瞬时表达/稳定表达 瞬时表达/稳定表达 瞬时表达 稳定表达 瞬时表达 主要病毒载体的特点比较 基因治疗的基本方法 靶细胞的选择 体细胞 生殖细胞 只限于某一体细胞的基因的改变 限于个体当代 对缺陷的生殖细胞进行矫正 当代及子代 对生殖细胞进行基因治疗，可使该生殖细胞分化发育成长的个体及其后代均具有正常基因，理论上讲是根治遗传病的理想方法。 但由于涉及安全性和伦理学问题，目前基因治疗中禁止使用生殖细胞作为靶细胞。 基因治疗的基本方法 靶细胞的选择 较坚固，耐受处理，易于由人体分离，便于输 回体内 具有增殖优势，生命周期长，能存活几个月或几年，至病人的整个生命 易于受外源遗传物质的转化。 在选用病毒载体时，目的基因具表达最好具有组织特异 性的细胞 成纤维细胞、淋巴细胞、上皮细胞、造血细胞、肝细胞、肌细胞 基因治疗的基本方法 基因转移方法 导入方法：直接体内疗法 间接体内疗法 化学方法 物理方法 膜融合法 载体法 直接注射 磷酸钙法 DEAE－葡聚糖法 电穿孔法 粒子轰击法（基因枪法） 间接体内 直接体内 基因治疗的基本方法 载体 目的基因 靶细胞 基因治疗的基本方法 治疗基因的受控表达 时间：在患者需要实施治疗时才表达，而平时不需要进行治疗时则处于关闭状态 空间：限制治疗基因只在靶细胞中表达，避免治疗基因指导合成的蛋白质干扰非靶细胞的正常生活，产生毒副作用 表达水平：既要考虑治疗效果，又要避免副作用 基因内部调节机制、基因外部调节机制、利用病灶微环境 基因治疗的基本方法 治疗基因的受控表达 基因内部调节机制 使用正常细胞或病变细胞的组织特异性启动子、增强子元件 酪氨酸酶是皮肤细胞产生色素途径中的一种酶，可利用其启动子驱动治疗基因只在皮肤细胞中表达，治疗某些皮肤病。 甲胎蛋白(AFP)基因在成年肝脏细胞中表达，可利用该基因启动子驱动治疗基因(如自杀基因)在癌细胞中表达，杀死癌细胞。 基因治疗的基本方法 治疗基因的受控表达 基因外部的调节机制 基因携带调控序列，通过施加外部刺激，促进治疗基因在特定细胞或组织中表达 热休克蛋白基因的表达调控元件来启动治疗基因，可以通过对病灶局部进行热