醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)（陳紹坤、余紅、劉嵐）講義 15.遺傳病的治療 學(xué)習(xí)資料

第18章遺傳病的治療Chapter18treatmentofhereditarydisease[教學(xué)要求]1．掌握：遺傳病治療的基本方法；基因治療的基本概念、策略、途徑和方法。飲食治療、藥物治療的一般原則。2．了解：遺傳病的手術(shù)治療、藥物治療；基因治療目前存在的問題和基因治療的臨床應(yīng)用。手術(shù)治療1藥物治療2飲食治療3基因治療4第1節(jié)手術(shù)治療遺傳病組織器官已出現(xiàn)損傷，用外科手術(shù)對病損器官進(jìn)行修復(fù)、切除或組織器官移植，可以有效改善某些癥狀。一、手術(shù)修復(fù)二、手術(shù)去除三、組織器官移植Wilson病致病機(jī)制p104銅

銅藍(lán)蛋白

P型銅轉(zhuǎn)運(yùn)ATP酶

×

從膽汁排出

儲(chǔ)存于血漿、組織

銅肝細(xì)胞聚集

銅入血，沉積于腦、腎、角膜等組織致病

肝細(xì)胞壞死

第2節(jié)藥物治療對癥治療原則：補(bǔ)其所缺、去其所余1、補(bǔ)其所缺（補(bǔ)充療法）針對病因，補(bǔ)充其所缺乏的物質(zhì)。如：補(bǔ)充代謝物、輔助因子、激素、酶等。甲型血友病——抗血友病球蛋白垂體性侏儒癥者——生長激素家族性甲狀腺腫——甲狀腺制劑免疫缺陷病人——免疫球蛋白先天性睪丸發(fā)育不全——睪酮先天性性腺不全患者——雌激素對癥治療原則：補(bǔ)其所缺、去其所余1、補(bǔ)其所缺（補(bǔ)充療法）針對病因，補(bǔ)充其所缺乏的物質(zhì)。如：補(bǔ)充代謝物、輔助因子、激素、酶等。2、去其所余（排除療法）針對病因，排除其所堆積的物質(zhì)。用理化方法將多余物質(zhì)清除或排除：如：用青霉胺或鋅劑加速銅離子的清除來改善肝豆?fàn)詈俗冃缘陌Y狀；血漿置換和血漿過濾治療家族性高膽固醇血癥。用代謝抑制劑降低代謝缺陷病的代謝率：如：別嘌呤醇可抑制黃嘌呤氧化酶，減少尿酸形成，治療原發(fā)性痛風(fēng)和自毀容貌綜合征。減少對所忌物質(zhì)的吸收：如：苯酮尿癥患者口服苯丙氨酸氨酶膠囊，使苯丙氨酸轉(zhuǎn)化成苯丙烯酸而減少吸收。

第3節(jié)飲食治療一、飲食控制的一般原則

禁其所忌（1）制定特殊食譜半乳糖血癥患兒（避免乳類食品的攝入）家庭性高膽固醇血癥患者（低膽固醇飲食治療）苯丙酮尿癥患兒（低苯丙氨酸奶粉及飲食）（2）減少患者對所忌物質(zhì)的吸收家族性高膽固醇血癥患者（服用糠麩）二、把握時(shí)機(jī)

（一）飲食治療越早越好應(yīng)盡量在損害發(fā)生前進(jìn)行治療。（二）飲食治療適應(yīng)病情飲食治療應(yīng)隨病情的發(fā)展而有所改變以有效的控制疾病。第4節(jié)基因治療基因治療（genetherapy）：是運(yùn)用DNA重組技術(shù)修復(fù)患者細(xì)胞中有缺陷的基因，使細(xì)胞恢復(fù)正常功能而達(dá)到治療遺傳病的目的。一、基因治療的策略和途徑（一）基因治療的策略2基因置換

3基因增補(bǔ)4基因干預(yù)1基因修正一、基因治療的策略和途徑（二）基因治療的途徑1生殖細(xì)胞基因治療

2體細(xì)胞基因治療二、基因治療的方法直接體內(nèi)療法：將目的基因裝配于真核表達(dá)載體直接導(dǎo)入體內(nèi)有關(guān)的組織或器官，使其進(jìn)入相應(yīng)的細(xì)胞并進(jìn)行表達(dá)。（未廣泛運(yùn)用）間接體內(nèi)療法：將目的基因體外導(dǎo)入合適的靶細(xì)胞，經(jīng)過篩選并增殖，回輸給患者，使該基因在患者體內(nèi)有效表達(dá)相應(yīng)產(chǎn)物。（常用方式）間接體內(nèi)療法的基本過程（一）克隆正?；?/p>

（二）靶細(xì)胞的選擇（三）目的基因的轉(zhuǎn)移

（四）基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞的篩選（五）基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞的鑒定（六）回輸體內(nèi)

方法：人工合成、從基因組或通過RNA反轉(zhuǎn)錄等方法獲得。間接體內(nèi)療法（一）克隆正?；?/p>

靶細(xì)胞（targetcell）是指接受轉(zhuǎn)移基因的體細(xì)胞。靶細(xì)胞應(yīng)滿足下列條件：①較為堅(jiān)固，便于體外培養(yǎng)和進(jìn)行遺傳技術(shù)操作，并易于由人體分離和輸回體內(nèi)②具有增殖優(yōu)勢，生命周期長③易受外源DNA轉(zhuǎn)化④在選用反轉(zhuǎn)錄病毒載體時(shí)，目的基因表達(dá)最好具有組織特異性的細(xì)胞目前使用得較多的是造血干細(xì)胞、皮膚成纖維細(xì)胞、肝細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和肌細(xì)胞等。

（二）靶細(xì)胞的選擇間接體內(nèi)療法

基因轉(zhuǎn)移是指將外源基因?qū)氚屑?xì)胞內(nèi)。1、化學(xué)法應(yīng)用磷酸鈣沉淀法改變細(xì)胞膜通透性，以加強(qiáng)細(xì)胞從培養(yǎng)液中攝取DNA的能力。轉(zhuǎn)移效率低，成功率約為1/102～103。（三）目的基因的轉(zhuǎn)移間接體內(nèi)療法2、物理法（1）電穿孔法借助電流穿擊靶細(xì)胞膜使其對DNA通透性增加。有可能使細(xì)胞受到損傷。（2）顯微注射法用顯微技術(shù)向細(xì)胞核內(nèi)直接注射外源基因。主要應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。間接體內(nèi)療法（三）目的基因的轉(zhuǎn)移

2、物理法（3）微粒子轟擊法利用亞微粒鎢或金吸附DNA，包裹形成微粒，利用基因槍技術(shù)使微粒高速進(jìn)入靶細(xì)胞。間接體內(nèi)療法（三）目的基因的轉(zhuǎn)移2、物理法（1）化學(xué)法（2）顯微注射法（3）微粒子轟擊法間接體內(nèi)療法（三）目的基因的轉(zhuǎn)移3、載體介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移載體能將外源基因特異的轉(zhuǎn)移至靶細(xì)胞。分為：病毒載體非病毒載體間接體內(nèi)療法（三）目的基因的轉(zhuǎn)移病毒載體：將RNA和DNA病毒去除致病性基因，同時(shí)具有攜帶目的基因特性的人工改造病毒。

病毒介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移(virusmediatedgenetransfer)是指以病毒為載體，將外源性目的基因通過基因重組技術(shù)，組裝到病毒載體上，并使重組病毒感染受體宿主細(xì)胞，完成基因轉(zhuǎn)移。病毒載體間接體內(nèi)療法病毒載體：將RNA和DNA病毒去除致病性基因，同時(shí)具有攜帶目的基因特性的人工改造病毒。

病毒載體間接體內(nèi)療法種類：（1）反轉(zhuǎn)錄病毒載體（2）腺病毒（3）腺病毒相關(guān)病毒（腺伴隨病毒）病毒載體：將RNA和DNA病毒去除致病性基因，同時(shí)具有攜帶目的基因特性的人工改造病毒。

病毒載體間接體內(nèi)療法優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)染效率高缺點(diǎn)：存在疫原性、細(xì)胞毒作用、攜帶外源基因的大小受限、病毒滴度不易提高。非病毒載體間接體內(nèi)療法缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)染效率較低優(yōu)點(diǎn)：安全、制備簡單和攜帶外源基因較大。

種類：（1）脂質(zhì)體（2）真核細(xì)胞表達(dá)質(zhì)粒載體（3）非生物性聚合載體（4）人工染色體間接體內(nèi)療法1、克隆正?；?/p>

2、靶細(xì)胞的選擇3、目的基因的轉(zhuǎn)移

4、基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞的篩選5、基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞的鑒定6、回輸體內(nèi)

四、基因治療的臨床運(yùn)用1.腺苷脫氨酶缺乏嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷?。╝denosinedeaminase-deficientseverecombinedimmunodeficiency，

ADA-SCID）重癥聯(lián)合免疫缺陷（Severecombinedimmunodeficiencydisease，簡稱SCID），患者缺乏正常人體免疫功能，其染色體上編碼腺苷脫氨酶（簡稱ADA）的基因發(fā)生突變所致。由于ADA是嘌呤代謝中的一種酶，該基因缺陷將導(dǎo)致患者身體細(xì)胞中脫氧腺苷的累積，達(dá)到高濃度時(shí)脫氧腺苷將對免疫系統(tǒng)細(xì)胞（如T-細(xì)胞和B-細(xì)胞）產(chǎn)生毒性。AshantiDiSilva,thefirstpersontobetreatedbygenetherapy.

將正常ADA基因與反轉(zhuǎn)錄病毒載體相連，構(gòu)建重組病毒表達(dá)載體。從患體體內(nèi)分離有免疫缺陷的T淋巴細(xì)胞。用重組病毒感染體外培養(yǎng)的T淋巴細(xì)胞，使正常ADA基因插入到T淋巴細(xì)胞基因組中。培養(yǎng)細(xì)胞并確認(rèn)該基因正常表達(dá)。將含有正?；虻腡淋巴細(xì)胞回輸?shù)交颊吖撬杞M織中。經(jīng)5-6個(gè)月治療，患者體內(nèi)T淋巴細(xì)胞的數(shù)量恢復(fù)到正常水平，體內(nèi)ADA酶幾乎達(dá)到正常水平，免疫功能得到恢復(fù)。1990年，美國第一次對SCID病人作基因治療，其步驟為：四、基因治療的臨床運(yùn)用2、血友病B

血漿中缺乏凝血Ⅸ因子所致我國人體基因治療第一成功的個(gè)例子。1991,薛京倫(復(fù)旦大學(xué))攜帶人FⅨ因子cDNA

的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體(HBSF-FⅨ)皮膚成纖維細(xì)胞FactorIX:5%

腫瘤的基因治療（補(bǔ)充）

1、細(xì)胞因子：

將細(xì)胞因子（白細(xì)胞介素1-18、干擾素、腫瘤壞死因子、粒細(xì)胞等集落刺激因子、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子）基因作為目的基因?qū)爰?xì)胞，使宿主細(xì)胞或腫瘤局部持續(xù)產(chǎn)生一定量的細(xì)胞因子，達(dá)到抑制腫瘤生長的目的。

1984～1987年，淋巴激活的殺傷細(xì)胞(LAK)1986年，腫瘤浸潤淋巴細(xì)胞(TIL)結(jié)合IL-21991年，腫瘤壞死因子(TNF)治療黑色素瘤2、“自殺基因”

將編碼某種酶的基因（自殺基因）轉(zhuǎn)染到腫瘤細(xì)胞中，然后用藥物殺死細(xì)胞。這種藥物對正常細(xì)胞無毒，對腫瘤細(xì)胞有選擇性殺傷作用，因?yàn)閷?dǎo)入的“自殺基因”所編碼的酶使這種藥物轉(zhuǎn)化為對腫瘤有害的物質(zhì)，使其DNA不能復(fù)制而死亡。

腫瘤的基因治療（補(bǔ)充）

“自殺基因”療法

“自殺基因”療法

“自殺基因”療法2、“自殺基因”

將編碼某種酶的基因（自殺基因）轉(zhuǎn)染到腫瘤細(xì)胞中，然后用藥物殺死細(xì)胞。這種藥物對正常細(xì)胞無毒，對腫瘤細(xì)胞有選擇性殺傷作用，因?yàn)閷?dǎo)入的“自殺基因”所編碼的酶使這種藥物轉(zhuǎn)化為對腫瘤有害的物質(zhì)，使其DNA不能復(fù)制而死亡。

1992年，單純庖疹病毒（HSV）-胸腺嘧啶激酶（TK）和GCV（Ganciclovir藥物）

腫瘤的基因治療（補(bǔ)充）

3、多藥抗藥基因：

分離患者的造血干細(xì)胞，將MDR從體外轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)去，使這種干細(xì)胞獲得多藥耐藥性，再輸給病人，而使這類被修飾的干細(xì)胞繁衍的白細(xì)胞具有耐藥性，腫瘤細(xì)胞未獲得耐藥性，這樣在加大劑量或長時(shí)間化療情況下，大量殺死癌細(xì)胞，而正常細(xì)胞較少受損。

腫瘤的基因治療（補(bǔ)充）

多抗藥性基因療法多抗藥性(MDR)基因

野生型抑癌基因的失活和腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)，將野生型抑癌基因?qū)肽[瘤細(xì)胞，替代和補(bǔ)償有缺陷的抑癌基因，以抑制腫瘤的生長或逆轉(zhuǎn)其表型，稱為“基因替代療法”。4、抑癌基因療法RB,p53,p16,p21,p27

腫瘤的基因治療（補(bǔ)充）

抑癌基因療法抑癌基因療法程序化死亡5、抑制腫瘤新生血管形成

腫瘤的基因治療（補(bǔ)充）

2002年，美國Hood等人應(yīng)用陽離子納米顆粒轉(zhuǎn)導(dǎo)目的基因，阻斷腫瘤組織新生血管生成。三、基因治療的必須條件1.疾病的分子缺陷必須已知，即確定所涉及的基因或疾病的生化基礎(chǔ)。2.詳盡了解目的基因及其表達(dá)產(chǎn)物。3.能夠得到基因本身或其cDNA克隆。如果基因或cDNA很長，不能連接到載體，則應(yīng)當(dāng)能夠刪減不重要的部分以得到大小適當(dāng)?shù)墓δ芸截悺?.有理想的靶細(xì)胞、安全高效的基因?qū)胂到y(tǒng)、導(dǎo)入的基因能夠適量表達(dá)并接受機(jī)體的調(diào)控。5.了解疾病的病理生理學(xué)機(jī)制，確保所選擇的基因操作可以準(zhǔn)確糾正表型異常。例如由于基因突變導(dǎo)致功能喪失所引起的疾病，需導(dǎo)入功能基因進(jìn)行替代。6.基因治療的安全性必須得到動(dòng)物試驗(yàn)和臨床前研究的證實(shí)。7.與其他治療方法相比，只有在具有更有利的風(fēng)險(xiǎn)—效益比的前提下才能選擇基因治療。123存在的問題導(dǎo)入基因的持續(xù)表達(dá)導(dǎo)入基因的高效表達(dá)安全性問題

目前臨床試用的基因治療遺傳性疾病

疾病傳遞的基因或產(chǎn)物靶細(xì)胞或組織載體α-抗胰蛋白酶缺乏癥慢性肉芽腫囊性纖維化家族性高膽固醇血癥Fanconi-deToni綜合征Gaucher病享特綜合征腺苷脫氨酶缺乏引起的免疫缺陷病α-抗胰蛋白酶P47PHoX囊性纖維化跨膜調(diào)節(jié)蛋白低密度脂蛋白受體互補(bǔ)組C基因葡糖腦苷脂酶艾杜糖醛酸-2-硫酸腺苷脫氨酶呼吸道骨髓細(xì)胞呼吸道肝細(xì)胞造血祖細(xì)胞周圍血細(xì)胞或造血干細(xì)胞淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞脂質(zhì)體反轉(zhuǎn)錄病毒腺病毒、脂質(zhì)體腺伴隨病毒反轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄病毒小結(jié)掌握：基因治療的定義、策略和途徑基因治療的基本方法：克隆正?；蚍椒?、基因轉(zhuǎn)移方法和載體、靶細(xì)胞選擇。藥物治療和飲食治療的基本原則了解：目前基因治療存在的問題1．目前，飲食療法治療遺傳病的基本原則是()A．少食B．多食肉類C．口服維生素D．禁其所忌E．補(bǔ)其所缺2．藥物治療的原則可以概括為()A．去其所余B．補(bǔ)其所缺C．用其所余D．食其所需E．取其所劣3.遺傳病的對癥治療中，肝移植可有效治療（）A.地中海貧血B.垂體性侏儒C.肝硬化D.α1抗胰蛋白酶缺乏癥E.胱氨酸尿癥4.新生兒苯丙酮尿癥患者可采用的治療方法是（）A．藥物治療B．手術(shù)治療C．基因治療D．飲食治療E．器官移植5．去其所余臨床治療方法包括()A．應(yīng)用鰲合劑B．應(yīng)用促排泄劑C．利用代謝抑制劑D．血漿置換或血漿過濾E．平衡清除法A.手術(shù)修復(fù)B.手術(shù)去除C.飲食治療D.藥物治療——補(bǔ)其所缺E.藥物治療——去其所余6.多指患者可以采取的治療方式是（）7.半乳糖血癥患兒早期可以采取的治療方式是（）8.垂體性侏儒癥患者可以采取的治療方式是（）9.家族性高膽固醇血癥患者常用治療方式是（）10.先天性心臟病患者可以采取的治療方式是（）A.基因置換B.基因修正C.基因增補(bǔ)D.基因突變E.基因干預(yù)11.通過特定的方法將基因的突變堿基序列糾正，而正常部分予以保留的方法稱為（）12.用特定的方式抑制某個(gè)基因的表達(dá)或通過破壞某個(gè)基因的結(jié)構(gòu)而使之不能表達(dá)，稱為（）13.用正常的基因原位替換致病基因，使DNA完全恢復(fù)正常的方法稱為（）14.將目的基因?qū)氩∽兗?xì)胞或其他細(xì)胞，目的基因的表達(dá)產(chǎn)物能修飾缺陷細(xì)胞的功能或使原有的某些功能得以加強(qiáng)，稱為（）A．直接體內(nèi)療法B．回體轉(zhuǎn)移C．間接體內(nèi)療法D．導(dǎo)入E．移植15．外源基因克隆至一個(gè)合適的載體，首先導(dǎo)入體外培養(yǎng)的自體或異體的細(xì)胞，經(jīng)篩選后將能表達(dá)外源基因的受體細(xì)胞重新輸回受試者體內(nèi)稱之為()16．將含有外源基因的重組病毒、脂質(zhì)體或裸露的DNA直接導(dǎo)入體內(nèi)稱之為()17.基因治療時(shí)，靶細(xì)胞應(yīng)滿足下列條件是（）A．易于取材B．具有增殖優(yōu)勢，生命周期短，便于體外培養(yǎng)C．便于進(jìn)行遺傳技術(shù)操作，易受外源DNA轉(zhuǎn)化D．安全回輸E．靶向性18.將正?；蜣D(zhuǎn)移到患者的生殖細(xì)胞中而使之發(fā)育成一個(gè)正常的個(gè)體稱為()A．體細(xì)胞基因治療B．生殖細(xì)胞基因治療C．胚胎細(xì)胞的基因治療D．胚胎組織細(xì)胞基因治療E．胎兒的基因治療19．對于缺陷型遺傳病患者進(jìn)行體細(xì)胞基因治療，可以采用的方法為()A．SSCPB．基因添加C．三螺旋DNA技術(shù)D．反義技術(shù)E．cDNA雜交20.下列哪項(xiàng)是當(dāng)今最有效的目的基因轉(zhuǎn)移方法（）A.同源重組法B.基因槍技術(shù)C.通過受體載導(dǎo)目的基因D.病毒轉(zhuǎn)移法D.膜融合法21.下列基因轉(zhuǎn)移的方法中屬于化學(xué)法的是（）A.電穿孔法B.顯微注射法C.微粒子轟擊法D.直接注射法E.磷酸鈣沉淀法21.我國首次進(jìn)行基因治療的遺傳病是（）A.囊性纖維化B.乙型血友病C.甲型血友病D.苯丙酮尿癥E.ADA缺乏癥22．對于進(jìn)行成功的基因治療來說，必要條件是()A．選擇合適的疾病B．掌握該病分子缺陷的本質(zhì)C．矯正遺傳病的治療基因得到克隆D．克隆基因的有效表達(dá)E．克隆基因的有效調(diào)節(jié)復(fù)習(xí)思考題1、傳統(tǒng)的遺傳病治療包括哪幾個(gè)方面，各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？2、何謂基因治療？目的基因轉(zhuǎn)移有哪幾種方法？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？3、反轉(zhuǎn)錄病毒和腺病毒作為基因治療的載體各有何優(yōu)缺點(diǎn)？ThankYou!唇裂手術(shù)前手術(shù)后多指并指合并多指

基因修正（genecorrection）：指通過特定方法，將致病基因的突變堿基序列糾正,對突變DNA進(jìn)行原位修復(fù)。操作困難。基因置換：在原位定點(diǎn)導(dǎo)入外源正?；颍嫱蛔兓虻闹苯盈煼?。目的：糾正突變基因，進(jìn)行精確的原位修復(fù)而不涉及基因組其他任何的改變。是理想的基因治療策略，已用于的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，但尚未應(yīng)用于臨床，基因治療的遠(yuǎn)期目標(biāo)。

基因增補(bǔ)（基因添加）：非定點(diǎn)導(dǎo)入外源正常基因，而沒有真正去除或修復(fù)突變基因。外源正?；?qū)塍w內(nèi)后，可代替突變基因表達(dá)具有正常功能的蛋白而發(fā)揮治療作用，屬于間接治療。增：向靶細(xì)胞中導(dǎo)入其原本不表達(dá)的基因；補(bǔ)：導(dǎo)入突變基因的正?；颉Ｄ壳皯?yīng)用最為廣泛和深入的一種方法，并已付諸臨床實(shí)踐。

基因干預(yù)：用特定的方式抑制某個(gè)基因的表達(dá)或破壞某個(gè)基因使之不能表達(dá)，以達(dá)到治療疾病的目的。常用方法：應(yīng)用反義核苷酸、核酶或RNA干擾技術(shù)抑制體內(nèi)過度表達(dá)的基因。靶基因一般都是過度表達(dá)的癌基因或是病毒基因。生殖細(xì)胞基因治療(germcellgenetherapy)將正?；蜣D(zhuǎn)移到患者的精子、卵子