導讀:腫瘤基因治療在實際應用過程中最大的障礙是高效、導向的載體系統和基因導入後的有效調控等
至1996年5月止,美國FDA已批准基因治療方案130個,治療患者900餘例。其中惡性腫瘤51個方案,僅M.Bleaser的HSV-1TK/GCV治療惡性腦瘤和Roth的p53治療頭頸部鱗癌尚有部分效果。和其他基因治療一樣,。
基因導入的載體系統問題
目前所採用的載體主要分為兩大類,即轉染性和轉導性苦載體。轉染性載體是利用化學或物理方法增加細胞膜的通透性而將DNA轉染入細胞內,這種方法包括脂質體和基因槍等。轉導性載體則是利用病毒對細胞的天然親和力把遺傳物質引入宿主細胞。轉染的方法相對簡易行,抗原性弱但效率較低,而且基因表達的持久性不夠。因此它在腫瘤基因治療中的使用受到限制,也難以取得理想效果。轉導法則高效、持久,但抗原性較強,目前大多數基因治療程序仍以病毒介導。
逆轉錄病毒是迄今為止最為成熟、運用最廣的進行基因轉移的載體系統,在美國FDA批准的基因治療計劃中,超過半數是傳信息整合到細胞染色體中的能力,因而能夠長期表達,而且載體可以通過建立生產細胞株大量產生。逆轉錄病毒載體的主要局限在於特異性低、滴度不易過濃縮提高等。近年來,國外學者力求通過新型靶向性載體及包裝細胞的設計來克服其缺陷。在靶向型載體方面,包括:(1)採用帶有組織特異性內部啟動子,如甲胎蛋白啟動子、癌胚抗原(CEA)啟動子及酪到激酶啟動子等構建靶向型逆轉錄病毒辣載體;(2)利用反式激棧活因子調節LTR啟動子;(3)利用雙特異分子橋,這種分子橋既可與病毒顆粒相結合,也可與特異性的細胞表面受體結合的,指導病毒粒相結合,也可與特異性的細胞表面受體結合的,指導病毒感染特異笥的靶細胞。新型包裝細胞則包括靶向性載體包裝細胞的設計和減少RCV的設計等。
腺病毒載體也是目前常用的載體,它具有轉尋效率高,容易生產等多項優點,但它的抗原性較強,體內應用高滴度腺病毒重組體會經起對轉導細胞免疫排斥及炎症反應等。為了克服腺病毒辣載體的上述缺陷,在“第二代”、“第三代”載體的基礎上,“第四代”載體下在在研製中。以腺病毒相關病毒辣(AAV)為基礎的載體已引起基因治療界的重視。 AAV載體具有長期穩定整合、低水平表牽特點,且適用於表達生物活性物質的基因,在高滴度情況下也未發現引起炎症反應的副作用。它有可能彌補逆轉錄病毒及腺病毒的缺點而在基因治療中起到特有的作用。 AAV的主要局限是難以大量生產和載體容量有限,但新的複制模型有望解決這些問題。
基因治療的“靶細胞”或“靶組織”
帶有目的基因的載體如何到達“靶細胞”是腫瘤基因治療的關鍵。只有提高基因轉導的靶向性,才能實現治療的針對性和安全性,目前國際上解決基因的靶向轉移及表達有三種策略:第一種方法是以基因工程手段改造基因載體,如改造逆轉錄病毒包裝細胞中的原病毒env序列,使所包裝的重組病毒特異地識別位於靶細胞表面的抗原或受體決定簇;第二種方法是在體內基因傳遞系統中共價連接抗瘤抗體和腫瘤細胞特異受體的配基,使基因在類似“生物導彈”作用下被送到腫瘤細胞表面;第三種方法是應用腫瘤細胞特異蛋白“管家基因”的基因表面調控元件,在轉錄水平調控目的基因在靶細胞中特異表達。此外,腫瘤新生血管的內皮細胞也是一個很好的“靶”細胞及組織,國外已開始針對VEGF、VEGF-R1、VEGF-R2設計反義基因或調控VEGF的基因作為目的基因,可能是一個有前景的思路。
關於外源基因在體內表達的可控性
外源基因導入後,在體人的表達若能人為調控,將對惡性腫瘤及諸多疾病的基因治療有所突破。目前已經發現了和第一個可誘導的調控系統—TAXI/UAS系統。該系統應用一個酵母GAL4的順式元件作為外源基因的上游,另組建一個激素受體(孕酮)及一段GAL4的反調控基因子的嵌何體,將兩個載體共轉染靶細胞後,只有當誘導物(孕酮)或其拮抗物(RU486)存在時,目的基因才能表達。這是迄今唯一可誘導的調控系統,值得重視。
關鍵字:#癌症基因治療存在的關鍵問題