癌症基因治疗的现状和前景

田一均 李仁淑

延边大学附属医院 133000

癌症基因治疗的现状和前景

田一均 李仁淑通讯作者

延边大学附属医院 133000

一、基因治疗方法

基因治疗旨在修改，删除或替换靶细胞中异常基因的一种治疗方法。这些靶细胞可以是恶性的原发或转移结节，循环肿瘤细胞或休眠干细胞，和特异性细胞例如 T细胞淋巴细胞或树突状细胞。人体细胞有超过20，000个活性基因暴露于许多因素，无论是遗传，环境，感染或自发性，都可引起基因突变，畸变，功能障碍或缺失，导致各种临床疾病的发生，包括癌症。此外，癌基因组学在原发性肿瘤和转移肿瘤之间的改变。例如，雌激素受体基因突变在部分乳腺转移癌中发现，而在原发性肿瘤未发生该基因的突变[1]。转移癌样本中整个外显子基因突变率排名前17位，仅有5个在原发性肿瘤中发生了突变[2]。从少数克隆到致死转移的演化遵照分枝状的进化论。因此，除了要考虑这样的分枝状进化系统外，肿瘤的高度异质性和癌基因组的不稳定性可能更容易逃脱靶向治疗，例如基因治疗。因此，基因治疗有些难以实现，取得有限成功。目前，大多数方法是针对单基因的基因治疗，解决一个或多个关键基因缺陷。选择合适的基因治疗模式是基于对免疫状态的评估和患者疾病的分子性质决定的。最近关于各种疾病分子生物学知识的增加，更先进和更综合性的基因治疗方法将最终可行，预期改善治疗结果。

二、基因载体

已研发了几种应用各种载体去促进遗传物质（转基因）进入靶细胞的方法。他们大致分为两个主要类别：病毒（或细菌）和非病毒载体。病毒通常与靶细胞结合将其遗传物质引入宿主细胞，参与遗传物质复制过程。当它们进入靶细胞时，可以携带一些被称为转基因的遗传物质。对于非病毒载体，可应用物理的，化学的以及其他模式的转基因途径。转移遗传物质直接进入细胞称为“转染”，当由病毒或细菌携带遗传物质进入细胞称为“转导”。非病毒载体具有安全性和可变性的优点，但与病毒载体相比有较低转染效率[3]。

2.1 物理介导的基因转移

来自金或其他矿物的纳米颗粒包被DNA遗传物质从金，空气或液体（基因枪），或超声波为其提供动力，迫使遗传物质进入靶细胞，随后释放DNA进入细胞核。它们最适合应用在基因传递到组或基因疫苗接种[4]。

电穿孔基因治疗方法是在高压电脉冲下细胞膜破裂，导致纳米孔的形成，裸DNA，外源遗传物质，甚至化疗剂都可以进入细胞[4，5]。这个方法最适合基于质粒DNA的基因转移治疗，具有可有效进入各类细胞，易于管理，缺乏基因组整合引起恶变风险，低免疫原的优点[3]。电穿孔方法已进入几个临床试验，尤其在恶性黑色素瘤，前列腺癌，结肠直肠癌和白血病[3]。

2.2 化学介导的基因转移

阳离子脂质体是人造磷脂和胆固醇的微囊体。可通过胞吞作用进入细胞[6]。具有携带多种分子，例如药物，核苷酸，蛋白质，质粒和大基因[7]。阳离子脂质体具有对内皮细胞有选择性，较高的基因转移率，可携带众多应用基因，及没有严重的副作用的优势[8]。携带小干扰RNA（siRNA）时，可抑制肿瘤增殖，诱导凋亡和增强肿瘤细胞放射敏感性9]。

人造病毒利用病毒载体的效率和脂质体的优势[28]。进入靶细胞后，DNA被释放。这种方法在前临床研究已经显 示出了希望[29-32]。转座子可以将遗传物质转入细胞内也可转入细胞核[10]。

2.3 病毒介导的基因转移

病毒是含有核糖核酸（RNA）或脱氧核糖核酸（DNA）的微粒体，可以是单链（ss）或双链（ds）。病毒结构由被癌基因组和包围的基因组的蛋白质外壳（病毒衣壳）组成。衣壳帮助病毒附着于宿主细胞受体上，并防止细胞核酸酶引起的损坏。一些病毒也可以有来自宿主细胞膜的脂质双分子层和由糖蛋白制成的病毒外壳的外层。完整的病毒颗粒（病毒体），本身是不能的复制。为了增殖，病毒需要遗传物质进入宿主细胞，以获得转录和复制所需代谢和合成物质。

病毒的基因修改后可以是非感染性的。当他们进入细胞时，将携带遗传物质传递到靶细胞的细胞质中，随后进入细胞核。在单基因治疗中，病毒载体可以携带2-10kb的相关基因。在复杂基因治疗，可加入其他支持分子，如免疫刺激分子加入病毒基因组，在病毒复制期后引起效应。病毒载体在基因治疗中的优点是易于纯化成高滴度，并且具有最小的副作用持续的基因表达。逆转录病毒包括慢病毒可以将其自身基因整合入宿主细胞核基因组，而腺病毒和腺相关病毒主要作为染色体外的游离基因[11]。

三、结论

基因治疗癌症基因治疗在过去二十年发展相对较快。目前极少数的药物上市，而大多数仍在临床试验阶段。大多数报告显示出良好的安全性和可耐受的短暂的毒性。相似于30年前初始化疗一样，在一些临床试验中缺乏成功，可能归因于病人的选择。目前，晚期患者和难治性恶性肿瘤被纳入基因治疗试验中。也许，早期和低肿瘤负荷患者接受基因治疗可能更成功。或者，基因治疗在最大程度降低肿瘤负荷后进行可能会获得更好的效果。例如在根治性手术后，放射治疗后，或成功化疗后。

在未来，随着对患者和癌基因组广泛的分析以及评估宿主体液和细胞免疫，将有更利于选择每位患者最合适的基因治疗。最近进展如何制造安全有效转基因载体，例如用合成病毒和非病毒方法，以及使用可整合到 T淋巴细胞的自体和同种异体嵌合抗原受体，甚至使用来自正常人的受体，通用效应细胞介导的获得性免疫，将提高转基因治疗的有效性和安全性。此外，随着生物学的进步，更便宜的基因载体将上市，全世界大多数患者更容易接受，未来，这将改变癌症治疗模式，从基于肿瘤大小，性质和位置的广义癌症治疗模式到依据患者基因组构成，宿主免疫状态和基因突变潜能的个性化癌症治疗模式。基因治疗是快速，有效，毒性小和廉价，高治愈率，甚至可能预防肿瘤发生。

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