疾病发生的环境因素。通过基因检测,可向人们提供个性化健康指导服务、个性化用药指导服务和个性化体检指导服务。就可以在疾病发生之前的几年、甚至几十年进行准确的预防,而不是盲目用药、无效用药、有害用药以及保健等。
2 基因治疗技术
2.1 基因治疗常用方法
有两种,即体内疗法(In vivo)和体外疗法(Ex vivo)。体内疗法是将外源基因导入受体体内有关的器官组织和细胞内,以达到治疗目的,这是一种简便易行的方法,如肌肉注射、静脉注射、器官内灌输、皮下包埋等,但其缺点是基因转染率较低。研究和应用较多的还是体外疗法,即先在体外将外源基因导入载体细胞,然后将基因转染后的细胞回输给受者,使携有外源基因的载体细胞在体内表达治疗产物,以达到治疗目的。最常用的技术有三种:(1)体外处理疗法:将有基因缺陷的体细胞取出后,引入正常的基因拷贝后再送回体内;(2)原位疗法:使用载体将目的基因直接导入靶细胞;(3)体内疗法:将基因载体注入血液,定向寻找靶细胞并将基因安全有效地导入。
2.2 基因治疗载体
有效的基因治疗依赖于外源基因在受体中高效、稳定的表达,而这在很大程度上取决基因治疗所采用的载体系统。基因治疗载体可分两大类:病毒性载体和非病毒性载体。
2.2.1 病毒性载体
病毒性载体如逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、痘苗病毒、疱疹病毒等。逆转录病毒应用最早,研究也相当深入,目前仍被广泛应用。
2.2.1.1 逆转录病毒载体
反转录病毒(Retrovirus)是一类已知的RNA病毒。该载体系统有两部分组成,一是带有外源基因的重组反转录病毒载体分子,二是能以反式提供病毒结构蛋白的包装细胞,其要求是能高效产生感染靶细胞的重组病毒颗粒,且无野生型的反转录病毒存在,后者是基因治疗安全性的关键问题。逆转录病毒载体最大优点是:(1)转染谱广,可以感染各种细胞类型;(2)转入的外源基因可完全整合;(3)对细胞感染率高,达到100%;(4)感染细胞不产生病变,可建立细胞系长期持续表达外源基因。根据报道利用逆转录病毒作为载体来进行血友病A的基因治疗已经有了很大的进展。
2.2.1.2 腺病毒载体
腺病毒(Adenovirus,Ad)是一种无包膜的线状双链DNA病毒,其复制不依赖于宿主细胞的分裂。临床上已运用Ad载体系统对囊性纤维病进行基因治疗,取得良好的效果。Ad载体具有以下优点:(1)人类是Ad的自然宿主,因此比较安全;(2)靶细胞范围广,不仅能感染复制分裂细胞,也能感染非分裂细胞;(3)滴度高,可达1011~1012pfu·ml-1;(4)可在肠道及呼吸道内繁殖,其重组病毒可由静脉注射、肠道吸收或气管内滴注等多种方式给予,已达到有效的基因转移和治疗;(5)该载体没有包膜,不易被其补体所灭活,可直接在体内应用。
2.2.1.3 腺相关病毒载体
腺相关病毒(Adenoassociated virus,AAV)单链DNA病毒,是一种缺陷型病毒,只有与腺病毒、单纯疱疹病毒等共感染时才能进行有效复制。与其他载体病毒相比:(1)AAV无致病性,并且在受染体上不会引发免疫反应;(2)宿主范围广,并可感染非分裂细胞;(3)AAV载体可将外源基因定点整合到人类19号染色体长臂,基因表达稳定;(4)AAV是一种无包膜病毒,对各种理化处理稳定,易于分离纯化。腺相关病毒载体目前已应用于临床治疗囊性纤维化病。
2.2.1.4 牛痘苗病毒
牛痘病毒(Vaccinia virus)是一种有包膜的双链DNA病毒,分子量大,180~220kb,可感染多种组织,其整合率低,可供短期的基因表达。牛痘苗病毒具有可感染静息期细胞、基因不整合在宿主染色体上、外源基因整体容量大等特点。主要缺点是引发免疫反应,使重复给药成问题。目前正在研制一种重组牛痘病毒载体,可插入并表达多个基因,易转染多种肿瘤细胞,并可高效表达目的基因。
2.2.1.5 单纯疱疹病毒载体
单纯疱疹病毒载体(Herps simplex virus,HSV)是一种长约152kb的双链DNA病毒,可在受染细胞的核中复制。HSV载体具有以下优点:(1)宿主细胞广泛;(2)病毒滴度高;(3)外源基因容量大;(4)对神经细胞具有嗜向性,可在神经元细胞中建立终生潜伏性感染。HSV载体的不足之处在于它的毒性。其它,人们利用肝炎病毒、HIV病毒作为载体直接注射肝叶获长期表达,但对其安全性还有待进一步证实。
2.2.2 噬菌体载体
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