腫瘤基因治療的新進展廣州市第一人民醫院泌尿外科鐘惟德

隨著人類對自身認識的不斷深化,從人體解剖學開始,已經進入了細胞和分子病理生理學研究

,特別是從基因水平上闡明人類遺傳與疾病這一核心本質。

－－－－－中國科學院院士

吳祖澤

當前人類基因組研究已經從結構遺傳學進入了功能遺傳學研究,它將對疾病的診斷,預防與治

療產生深遠的影響。腫瘤基因治療的實施主要包括以下三個方面：①尋找具有治療意義的目的基因；②建立有效的向靶細胞轉移目的基因的載體系統；③使目的基因在靶細胞中表達，發揮生物學效應，達到治療目的。基因治療的原理和方法

有效的基因治療依賴于外源基因高效而穩定的表達。利用病毒載體介導基因轉移，以其高轉染率和良好的靶向性而成為腫瘤基因治療中應用最廣泛的方法，其中包括逆轉錄病毒、腺病毒（AV）、腺相關病毒（AAV）、單純皰疹病毒（HSV）、痘苗病毒（VV）等載體。

目前常用的基因治療方法，可以歸納為以下兩種體外法（exvivo）體內法（invivo）一種方法是體細胞基因治療或稱“二步基因治療”，即將受體細胞在體外培養轉移入外源基因，經過適當的選擇系統，把重組的受體細胞回輸患者體內，讓外源基因表達以改善患者癥狀。這種方法是目前基因治療普遍采用的方法，又稱為體外法（exvivo）。

另一種方法稱為“直接法基因治療”，提指不需要細胞移植而直接將外源DNA注射至機體內，DNA可以單純注射，也可以與輔助物如脂質體一起注射，使其在體內轉錄、表達而發揮治療作用，故又稱為體內法（invivo）。

體內法的基因治療方式比體外法簡單、直接、經濟，療效也比較確切，常有的體內基因直接轉移手段有病毒介導、寡核苷酸直接注射、受體介導、脂質體介導和體內基因直接注射等。此外尚有原位法（insitu）。

TARGETINGANDROGENRECEPTORINHORMONE-INDEPENDENTCANCER:GROWTHINHIBITIONANDINDUCTIONOFAPOPTOSISTHROUGHDOWNREGULATIONOFTHEANDROGENRECEPTORWITHSMALLINTERFERENCERNA.PetraHaag,IrisEEder,Innsbruck,Austria干擾RNA對非雄激素腫瘤靶細胞生長抑制與誘導細胞刁亡的規律基因治療策略體外法基因治療需要從患者體內取出細胞，并以治療基因修飾，回輸表達治療基因的修飾細胞于患者；體內法基因治療是直接注射含治療基因的載體于患者基因治療應有兩個基本目的：一是恢復異常表達或缺失的體細胞基因的功能；另一個是引入有治療價值的其他來源的基因。

第一個目的包含的內容較廣泛，如恢復腫瘤局部的抗腫瘤免疫功能，阻止異常表達的癌基因，恢復腫瘤抑制基因功能，恢復細胞周期調節基因和恢復機體對腫瘤轉移的抑制等。第二個目的包括引入前藥轉換基因，卻除或轉移多藥耐藥基因等。

因此，腫瘤的基因治療除了干擾腫瘤細胞的生長規律，糾正其惡性表型外，尚恢復和加強腫瘤局部微環境和全身瀕瘓的抗腫瘤系統的功能。針對以上目的，基因治療目前主要集中在免疫基因治療、腫瘤抑制基因治療和藥物敏感基因治療等方面。研究中的主要基因治療途徑

包括1.轉導編碼前藥活化酶基因進入腫瘤細胞（HSV-TK）2.將野生型p53基因引入腫瘤細胞，使正常造血干細胞表達藥物抵抗蛋白（MDR）3.轉導細胞因子基因進入宿主細胞（IL-X）4.制備表達免疫制激分子（GM-CSF）的腫瘤細胞疫苗免疫基因治療

將抗癌免疫增強細胞因子或MHC基因導入腫瘤組織，以增強腫瘤微環境中的抗癌免疫。

基因修飾腫瘤細胞“疫苗”療法

將某些細胞因子基因如IL-2、IL-4、TNF-α、INF-γ、GM-CSF等轉染腫瘤細胞，可使腫瘤細胞表達活性細胞因子。轉染細胞因子基因的腫瘤細胞基體內致瘤性喪失，耐動物預接腫這種轉基因腫瘤細胞后，該動物對再接種的同種腫瘤有抵抗作用。

能分泌細胞因子的轉基因腫瘤細胞具有腫瘤疫苗作用，成為新型的腫瘤“疫苗”。這種腫瘤疫苗的作用機制是由于細胞因子表達后，一方面促進腫瘤表達特異抗原并誘發宿

主抗腫瘤細胞毒性淋巴細胞（CTL）反應；另一方面分泌的細胞因子增強CTL和其他抗癌效應細胞的作用。

美國達納—法貝爾癌癥研究所的科學家通過基因工程的方法，使膀胱癌細胞

表達一種叫做GM－CSF（顆粒細胞集落刺激因子）的細胞因子，研究人員將癌細

胞處理后再將其注射給膀胱癌病人。結果發現，70％病人的腫瘤里出現了浸潤的

免疫細胞，說明免疫系統已經對腫瘤發起了攻擊。基因修飾TIL的過繼免疫療法

將細胞因子導入TIL細胞中，活化后的TIL具有顯著抗自身腫瘤的作用，回輸體內后有聚集于腫瘤部位的傾向，攜帶的抗癌免疫增強性細胞因子基因在腫瘤局部表達量增加，同時還避免全身大劑量投用IL-2、TNF-α等細胞因子所引起的嚴重毒副反應。目前已將TNF-α基因導入TIL，并在癌癥患者中進行臨床試驗。免疫增強基因療法

是將MHC1類抗原基因經體內導入腫瘤細胞內，增加其免疫原性，有效地激活機體抗癌免疫反應，降低腫瘤細胞的致瘤性。

原位修飾腫瘤免疫原性的基因療法

直接在體內原位修飾腫瘤免疫原性，誘導腫瘤特異性細胞毒反應，同時腫瘤組織的CTL可產生一種“旁觀者效應”（bystandereffect）,即CTL不僅可以殺傷轉導基因陽性腫瘤細胞，還可以殺傷轉導基因陰性腫瘤細胞，使受基因治療的瘤灶消退時，其他未治療的瘤灶也會消退。

免疫基基治療是很有前途的一種治療途徑。因為它可以用體外方式，從而避免目前缺乏體內有效導入系統的局限性；同時，由于它可調動機體的免疫反應，因此具有“旁觀者效應”。建立瘤苗庫和利用原遞呈細胞系統等也是有希望的治療途徑。癌基因拮抗療法

腫瘤的發生與癌基因的激活和抑癌基因的失活有關，可以通地阻斷癌基因的表達或恢復抑癌基因的功能來抑制腫瘤的發展或恢復其正常表型。

阻斷癌基因的功能

將反義癌基因導入癌細胞中、癌基因缺失突變、引入非等位基因rev等方法阻斷癌基因功能。

反義癌基因實際上是人工合成的與與癌基因mRNA互補的寡核苷酸，即反義寡核苷酸（ODNs）。反義核酸在轉錄和翻譯水平阻斷某些異常的基因的表達，以阻斷癌細胞內的異常信號傳導，使癌細胞進入正常分化軌道或引起細胞凋亡。

Roth等直接在瘤體內注射攜公平野生型p53基因的重組腺病毒（Adp53）治療膀胱鱗癌和非小細胞肺癌，結果絕大多數腫瘤組織可表達p53基因，腫瘤體積縮小，瘤體壞死和調亡等。由英國、法國和意大利組織的國際臨床合作小組直接將野生型p53基因表達質粒注射放腎癌瘤體內，未見明顯毒副反應，8例患者中有1例完全緩解達19個月，3例腫瘤體明顯縮小，此外還有報道稱，將細胞周期抑制基因p21wafl導入p53缺失的腫瘤，效果比轉導野生型p53更好。自殺基因療法一些來自病毒或細菌的基因具有某些特殊的功有，其表達產物可將原先對哺乳動物經細胞增毒或極低毒性的藥物轉換成毒性產物，導致這些細胞死亡。將這類基因轉入靶細胞，使之對某些藥物具有特別的功能，可以利用這些藥物使靶細胞“自殺”。

常見的“自殺基因”包括胸苷激酶基因（tk基因）和胞嘧啶脫氨酶基因（CD基因）等。將這些基因導入某一細胞，通過基因重組織這些基本獲得內源性表達，生長特定的酶類，這些酶可以使無素毒或低毒性前藥轉換成毒性產物，阻斷核代謝途徑，使表達這些基因的細胞對某此傳真物具有特別的敏感性，最終導致這些細胞死亡。

極有意義的是，此類基因更可以通過“旁觀者效應”殺傷未導入基因的鄰近分裂細胞，擴大其殺傷效應。如將單線純疹病毒胞苷激酶基本（HSV-TK）導入腫瘤細胞，從而干擾腫瘤細胞DNA合成，導致腫瘤細胞死亡，正常細胞則不被傷害。

基因修飾配合大劑量化療

癌癥患者的癌細胞中存在著能耐受多種化療藥物的高活性多藥耐藥基因（MDR1），這些患者往往抵抗多種化療藥的治療。用反義RNA或DNA滅活MDR1是提高該類患者化療效果的有效途徑。

抗腫瘤血管形成基因治療：考慮到血管形成在腫瘤發生中的重要作用，抗血管形成的治療成為非常有潛力的控制腫瘤生長的治療方法。抗血管生成基因治療的研究主要包括：（1）針對血管形成生長因子及其受體的基因治療；（2）血管形成抑制因子基因治療；（3）針對腫瘤血管內皮細胞的自殺基因治療等。這些方法通過特異作用于瘤床的微血管內皮細胞而控制腫瘤生長，雖然目前抗血管形成基因治療尚未進入臨床，但可以相信其會有較廣泛的臨床應用前景。基因治療存在的關鍵問題

基因導入的載體系統問題

目前所采用的載體主要分為兩大類，即轉染性和轉導性載體。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。

3）利用特異分子橋，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，指導病毒感染特異的靶細胞。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：

基因治療的“靶細胞”或“靶組織”選擇問題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序列，使所包裝的重組病毒特異地識別位于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