遗传病的治疗2013中医.ppt

第18章 遗传病的治疗,Chapter 18 treatment of hereditary disease,教学要求,1掌握：遗传病治疗的基本方法；基因治疗的基本概念、策略、途径和方法。饮食治疗、药物治疗的一般原则。2了解：遗传病的手术治疗、药物治疗；基因治疗目前存在的问题和基因治疗的临床应用。,第1节 手术治疗,遗传病组织器官已出现损伤，用外科手术对病损器官进行修复、切除或组织器官移植，可以有效改善某些症状。一、手术修复二、手术去除三、组织器官移植,Wilson病致病机制p104,铜,铜蓝蛋白,第2节 药物治疗,对症治疗原则：补其所缺、去其所余1、补其所缺（补充疗法）针对病因，补充其所缺乏的物质。如：补充代谢物、辅助因子、激素、酶等。,甲型血友病抗血友病球蛋白垂体性侏儒症者生长激素家族性甲状腺肿甲状腺制剂免疫缺陷病人免疫球蛋白先天性睾丸发育不全睾酮先天性性腺不全患者雌激素,对症治疗原则：补其所缺、去其所余1、补其所缺（补充疗法）针对病因，补充其所缺乏的物质。如：补充代谢物、辅助因子、激素、酶等。2、去其所余（排除疗法）针对病因，排除其所堆积的物质。,用理化方法将多余物质清除或排除：如：用青霉胺或锌剂加速铜离子的清除来改善肝豆状核变性的症状；血浆置换和血浆过滤治疗家族性高胆固醇血症。用代谢抑制剂降低代谢缺陷病的代谢率：如：别嘌呤醇可抑制黄嘌呤氧化酶，减少尿酸形成，治疗原发性痛风和自毁容貌综合征。减少对所忌物质的吸收：如：苯酮尿症患者口服苯丙氨酸氨酶胶囊，使苯丙氨酸转化成苯丙烯酸而减少吸收。,第3节 饮食治疗,一、饮食控制的一般原则,禁其所忌（1）制定特殊食谱半乳糖血症患儿（避免乳类食品的摄入）家庭性高胆固醇血症患者（低胆固醇饮食治疗）苯丙酮尿症患儿（低苯丙氨酸奶粉及饮食）（2）减少患者对所忌物质的吸收家族性高胆固醇血症患者（服用糠麸）,二、把握时机,（一）饮食治疗越早越好应尽量在损害发生前进行治疗。（二）饮食治疗适应病情饮食治疗应随病情的发展而有所改变以有效的控制疾病。,第4节 基因治疗,基因治疗（gene therapy）：是运用DNA重组技术修复患者细胞中有缺陷的基因，使细胞恢复正常功能而达到治疗遗传病的目的。,一、基因治疗的策略和途径,（一）基因治疗的策略,一、基因治疗的策略和途径,（二）基因治疗的途径,二、基因治疗的方法,直接体内疗法：将目的基因直接导入体内有关的组织或器官，使其进入相应的细胞并进行表达。（未广泛运用）间接体内疗法：将目的基因导入合适的靶细胞，经过筛选并增殖，回输给患者，使该基因在患者体内有效表达相应产物。（常用方式）,间接体内疗法的基本过程,（一）克隆正常基因,（二）靶细胞的选择,（三）目的基因的转移,（四）基因转染细胞的筛选,（五）基因转染细胞的鉴定,（六）回输体内,方法：人工合成、从基因组或通过RNA反转录等方法获得。,间接体内疗法,（一）克隆正常基因,靶细胞（target cell）是指接受转移基因的体细胞。靶细胞应满足下列条件：易于取材；具有增殖优势，生命周期长，便于体外培养；便于进行遗传技术操作，易受外源DNA转化；安全回输；靶向性。目前使用得较多的是造血干细胞、皮肤成纤维细胞、肝细胞、血管内皮细胞和肌细胞等。,（二）靶细胞的选择,间接体内疗法,基因转移是指将外源基因导入靶细胞内。1、化学法应用磷酸钙沉淀法改变细胞膜通透性，以加强细胞从培养液中摄取DNA的能力。转移效率低，成功率约为1/102103。,（三）目的基因的转移,间接体内疗法,2、物理法（1）电穿孔法借助电流穿击靶细胞膜使其对DNA通透性增加。有可能使细胞受到损伤。（2）显微注射法用显微技术向细胞核内直接注射外源基因。主要应用于转基因动物。,间接体内疗法,（三）目的基因的转移,2、物理法（3）微粒子轰击法利用亚微粒钨或金吸附DNA，包裹形成微粒，利用基因枪技术使微粒高速进入靶细胞。,间接体内疗法,（三）目的基因的转移,2、物理法（1）化学法（2）显微注射法（3）微粒子轰击法,间接体内疗法,（三）目的基因的转移,3、载体介导基因转移载体能将外源基因特异的转移至靶细胞。分为：,病毒载体,非病毒载体,间接体内疗法,（三）目的基因的转移,病毒载体：将RNA和DNA病毒去除致病性基因，同时具有携带目的基因特性的人工改造病毒。病毒介导基因转移(virus mediated gene transfer)是指以病毒为载体，将外源性目的基因通过基因重组技术，组装到病毒载体上，并使重组病毒感染受体宿主细胞，完成基因转移。,病毒载体,间接体内疗法,病毒载体：将RNA和DNA病毒去除致病性基因，同时具有携带目的基因特性的人工改造病毒。,病毒载体,间接体内疗法,种类：（1）反转录病毒载体（2）腺 病 毒（3）腺病毒相关病毒（腺伴随病毒）,病毒载体：将RNA和DNA病毒去除致病性基因，同时具有携带目的基因特性的人工改造病毒。,病毒载体,间接体内疗法,优点：转染效率高缺点：存在疫原性、细胞毒作用、携带外源基因的大小受限、病毒滴度不易提高。,非病毒载体,间接体内疗法,缺点：转染效率较低优点：安全、制备简单和携带外源基因较大。,种类：（1）脂质体（2）真核细胞表达质粒载体（3）非生物性聚合载体（4）人工染色体,间接体内疗法,1、克隆正常基因,2、靶细胞的选择,3、目的基因的转移,4、基因转染细胞的筛选,5、基因转染细胞的鉴定,6、回输体内,四、基因治疗的临床运用,1.腺苷脱氨酶缺乏严重联合免疫缺陷病（adenosine deaminase-deficient severe combined immunodeficiency，ADA-SCID）,重症联合免疫缺陷（Severe combined immunodeficiency disease，简称SCID），患者缺乏正常人体免疫功能，其染色体上编码腺苷脱氨酶（简称ADA）的基因发生突变所致。由于ADA是嘌呤代谢中的一种酶，该基因缺陷将导致患者身体细胞中脱氧腺苷的累积，达到高浓度时脱氧腺苷将对免疫系统细胞（如T-细胞和B-细胞）产生毒性。,Ashanti DiSilva,the first person to be treated by gene therapy.,将正常ADA基因与反转录病毒载体相连，构建重组病毒表达载体。从患体体内分离有免疫缺陷的T淋巴细胞。用重组病毒感染体外培养的T淋巴细胞，使正常ADA基因插入到T淋巴细胞基因组中。培养细胞并确认该基因正常表达。将含有正常基因的T淋巴细胞回输到患者的骨髓组织中。经5-6个月治疗，患者体内T淋巴细胞的数量恢复到正常水平，体内ADA酶几乎达到正常水平，免疫功能得到恢复。,1990年，美国第一次对SCID病人作基因治疗，其步骤为：,四、基因治疗的临床运用,2、血友病B 血浆中缺乏凝血因子所致我国人体基因治疗第一成功的个例子。,1991,薛京伦(复旦大学),携带人F因子cDNA 的逆转录病毒载体(HBSF-F)皮肤成纤维细胞,细胞因子,19841987年，淋巴激活的杀伤细胞(LAK),3、肿瘤的基因治疗,1986年，肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)结合IL-21991年，肿瘤坏死因子(TNF)治疗黑色素瘤,四、基因治疗的临床运用,细胞因子,肿瘤的基因治疗,四、基因治疗的临床运用,1992年，单纯庖疹病毒（HSV）-胸腺嘧啶激酶（TK）和 GCV（Ganciclovir药物）,“自杀基因”,细胞因子,肿瘤的基因治疗,四、基因治疗的临床运用,“自杀基因”,肿瘤抑制基因,pRB,p53,p16,p21,p27,细胞因子,肿瘤的基因治疗,四、基因治疗的临床运用,“自杀基因”,肿瘤抑制基因,应用纳米颗粒传递基因阻断肿瘤新生血管生成,2002年，美国Hood等人应用阳离子纳米颗粒转导目的基因，阻断肿瘤组织新生血管生成。,存在的问题,小 结,掌握：基因治疗的定义、策略和途径基因治疗的基本方法：克隆正常基因方法、基因转移方法和载体、靶细胞选择。药物治疗和饮食治疗的基本原则了解：目前基因治疗存在的问题,复习思考题,1、传统的遗传病治疗包括哪几个方面，各有什么优缺点？2、何谓基因治疗？目的基因转移有哪几种方法？各有何优缺点？3、反转录病毒和腺病毒作为基因治疗的载体各有何优缺点？,Thank You!,唇 裂,手术前,手术后,多 指,并指合并多指,基因修正（gene correction）：指通过特定方法，将致病基因的突变碱基序列纠正,对突变DNA进行原位修复。操作困难。,基因置换：在原位定点导入外源正常基因，代替突变基因的直接疗法。目的：纠正突变基因，进行精确的原位修复而不涉及基因组其他任何的改变。是理想的基因治疗策略，已用于的动物实验，但尚未应用于临床，基因治疗的远期目标。,基因增补（基因添加）：非定点导入外源正常基因，而没有真正去除或修复突变基因。外源正常基因导入体内后，可代替突变基因表达具有正常功能的蛋白而发挥治疗作用，属于间接治疗。增：向靶细胞中导入其原本不表达的基因；补：导入突变基因的正常基因。目前应用最为广泛和深入的一种方法，并已付诸临床实践。,基因干预：用特定的方式抑制某个基因的表达或破坏某个基因使之不能表达，以达到治疗疾病的目的。常用方法：应用反义核苷酸、核酶或RNA干扰技术抑制体内过度表达的基因。靶基因一般都是过度表达的癌基因或是病毒基因。,生殖细胞基因治疗(germ cell gene therapy)将正常基因转移到患者的精子、卵子或受精卵校正遗传缺陷，使其发育成正常个体。特点：能将新的正常基因传给下一代，从而使遗传病得到根治，有害基因不再在人群中散布。,理想，但目前尚难在人类实现。,体细胞基因治疗(somatic cell gene therapy)将基因转移到个体体细胞基因组上的随机座位，使该基因有效表达其，达到治疗的目的。特点：能使患者症状消失或缓解，但有害基因仍能传给后代。,是目前人类基因治疗的基本方案,脂质体法用人工脂质体包装外源基因，通过脂质体与靶细胞融合或直接注射到病灶区，将外源基因导入。优点：无毒性和免疫原性，不在体内堆积，大小适合，可适应不同的细胞膜和生理要求。缺点：转染效率低，瞬时表达。,真核细胞表达质粒载体主要用于直接体内治疗，该方法是将目的基因克隆到构建好的质粒中去，采用肌肉注射的方法，直接转移到体内。目前已构建了较多的真核细胞表达质粒载体系统，它是基因治疗载体方案中最吸引人的治疗的载体。,非生物性的聚合物载体利用自然界的一些阳离子物质，与带负电荷的DNA通过静电作用相互结合，而其总电荷仍保持正电，使复合物能与带有负电荷的细胞膜结合并通过细胞内吞作用进入细胞内。该类载体包括：聚赖氨酸、聚乙烯亚胺、壳聚糖、树枝状聚合物、明胶基系统和阳离子缩氨酸等。特点：制备简单；安全而有效；携带DNA片段较大，同时可对其进行修饰。,人工染色体人工染色体特点：能随宿主染色体的分裂而分裂；容量大；不整合入宿主染色体；无免疫原性和毒性，活菌载体可以在肿瘤组织内复制、增生，而在正常组织内被清除；具有侵袭性和靶向性；易于控制。,外源基因高效正确的表达。,外源基因的安全导入；,基因治疗的关键,疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚。,基因治疗的条件,已克隆正常基因，且明确该基因表达与调控机制。导入基因具有合适的受体细胞，并能有效表达。具有安全有效的转运载体和方法。,根据治疗时期可分为：1、出生前治疗2、症状前治疗3、临症治疗,