癌癥基因治療的現狀和前景

田一均 李仁淑

延邊大學附屬醫院 133000

癌癥基因治療的現狀和前景

田一均 李仁淑通訊作者

延邊大學附屬醫院 133000

一、基因治療方法

基因治療旨在修改，刪除或替換靶細胞中異常基因的一種治療方法。這些靶細胞可以是惡性的原發或轉移結節，循環腫瘤細胞或休眠干細胞，和特異性細胞例如 T細胞淋巴細胞或樹突狀細胞。人體細胞有超過20，000個活性基因暴露于許多因素，無論是遺傳，環境，感染或自發性，都可引起基因突變，畸變，功能障礙或缺失，導致各種臨床疾病的發生，包括癌癥。此外，癌基因組學在原發性腫瘤和轉移腫瘤之間的改變。例如，雌激素受體基因突變在部分乳腺轉移癌中發現，而在原發性腫瘤未發生該基因的突變[1]。轉移癌樣本中整個外顯子基因突變率排名前17位，僅有5個在原發性腫瘤中發生了突變[2]。從少數克隆到致死轉移的演化遵照分枝狀的進化論。因此，除了要考慮這樣的分枝狀進化系統外，腫瘤的高度異質性和癌基因組的不穩定性可能更容易逃脫靶向治療，例如基因治療。因此，基因治療有些難以實現，取得有限成功。目前，大多數方法是針對單基因的基因治療，解決一個或多個關鍵基因缺陷。選擇合適的基因治療模式是基于對免疫狀態的評估和患者疾病的分子性質決定的。最近關于各種疾病分子生物學知識的增加，更先進和更綜合性的基因治療方法將最終可行，預期改善治療結果。

二、基因載體

已研發了幾種應用各種載體去促進遺傳物質（轉基因）進入靶細胞的方法。他們大致分為兩個主要類別：病毒（或細菌）和非病毒載體。病毒通常與靶細胞結合將其遺傳物質引入宿主細胞，參與遺傳物質復制過程。當它們進入靶細胞時，可以攜帶一些被稱為轉基因的遺傳物質。對于非病毒載體，可應用物理的，化學的以及其他模式的轉基因途徑。轉移遺傳物質直接進入細胞稱為“轉染”，當由病毒或細菌攜帶遺傳物質進入細胞稱為“轉導”。非病毒載體具有安全性和可變性的優點，但與病毒載體相比有較低轉染效率[3]。

2.1 物理介導的基因轉移

來自金或其他礦物的納米顆粒包被DNA遺傳物質從金，空氣或液體（基因槍），或超聲波為其提供動力，迫使遺傳物質進入靶細胞，隨后釋放DNA進入細胞核。它們最適合應用在基因傳遞到組或基因疫苗接種[4]。

電穿孔基因治療方法是在高壓電脈沖下細胞膜破裂，導致納米孔的形成，裸DNA，外源遺傳物質，甚至化療劑都可以進入細胞[4，5]。這個方法最適合基于質粒DNA的基因轉移治療，具有可有效進入各類細胞，易于管理，缺乏基因組整合引起惡變風險，低免疫原的優點[3]。電穿孔方法已進入幾個臨床試驗，尤其在惡性黑色素瘤，前列腺癌，結腸直腸癌和白血病[3]。

2.2 化學介導的基因轉移

陽離子脂質體是人造磷脂和膽固醇的微囊體。可通過胞吞作用進入細胞[6]。具有攜帶多種分子，例如藥物，核苷酸，蛋白質，質粒和大基因[7]。陽離子脂質體具有對內皮細胞有選擇性，較高的基因轉移率，可攜帶眾多應用基因，及沒有嚴重的副作用的優勢[8]。攜帶小干擾RNA（siRNA）時，可抑制腫瘤增殖，誘導凋亡和增強腫瘤細胞放射敏感性9]。

人造病毒利用病毒載體的效率和脂質體的優勢[28]。進入靶細胞后，DNA被釋放。這種方法在前臨床研究已經顯 示出了希望[29-32]。轉座子可以將遺傳物質轉入細胞內也可轉入細胞核[10]。

2.3 病毒介導的基因轉移

病毒是含有核糖核酸（RNA）或脫氧核糖核酸（DNA）的微粒體，可以是單鏈（ss）或雙鏈（ds）。病毒結構由被癌基因組和包圍的基因組的蛋白質外殼（病毒衣殼）組成。衣殼幫助病毒附著于宿主細胞受體上，并防止細胞核酸酶引起的損壞。一些病毒也可以有來自宿主細胞膜的脂質雙分子層和由糖蛋白制成的病毒外殼的外層。完整的病毒顆粒（病毒體），本身是不能的復制。為了增殖，病毒需要遺傳物質進入宿主細胞，以獲得轉錄和復制所需代謝和合成物質。

病毒的基因修改后可以是非感染性的。當他們進入細胞時，將攜帶遺傳物質傳遞到靶細胞的細胞質中，隨后進入細胞核。在單基因治療中，病毒載體可以攜帶2-10kb的相關基因。在復雜基因治療，可加入其他支持分子，如免疫刺激分子加入病毒基因組，在病毒復制期后引起效應。病毒載體在基因治療中的優點是易于純化成高滴度，并且具有最小的副作用持續的基因表達。逆轉錄病毒包括慢病毒可以將其自身基因整合入宿主細胞核基因組，而腺病毒和腺相關病毒主要作為染色體外的游離基因[11]。

三、結論

基因治療癌癥基因治療在過去二十年發展相對較快。目前極少數的藥物上市，而大多數仍在臨床試驗階段。大多數報告顯示出良好的安全性和可耐受的短暫的毒性。相似于30年前初始化療一樣，在一些臨床試驗中缺乏成功，可能歸因于病人的選擇。目前，晚期患者和難治性惡性腫瘤被納入基因治療試驗中。也許，早期和低腫瘤負荷患者接受基因治療可能更成功。或者，基因治療在最大程度降低腫瘤負荷后進行可能會獲得更好的效果。例如在根治性手術后，放射治療后，或成功化療后。

在未來，隨著對患者和癌基因組廣泛的分析以及評估宿主體液和細胞免疫，將有更利于選擇每位患者最合適的基因治療。最近進展如何制造安全有效轉基因載體，例如用合成病毒和非病毒方法，以及使用可整合到 T淋巴細胞的自體和同種異體嵌合抗原受體，甚至使用來自正常人的受體，通用效應細胞介導的獲得性免疫，將提高轉基因治療的有效性和安全性。此外，隨著生物學的進步，更便宜的基因載體將上市，全世界大多數患者更容易接受，未來，這將改變癌癥治療模式，從基于腫瘤大小，性質和位置的廣義癌癥治療模式到依據患者基因組構成，宿主免疫狀態和基因突變潛能的個性化癌癥治療模式。基因治療是快速，有效，毒性小和廉價，高治愈率，甚至可能預防腫瘤發生。

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