遗传学的治疗.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节 手术治疗,如果遗传病发展到各种临床症状都已显现，尤其是器官组织已出现损伤，应用外科手术对病损器官进行切除、修补或替换，可以有效改善某些遗传病的症状，减轻病痛。,一、手术矫正,手术矫正是手术治疗遗传病的主要手段，包括对受损器官的修补和切除。,手术修补,唇裂、腭裂,先天性心脏畸形,两性畸形,遗传性球形红细胞增多症,二、器官和组织移植,肾移植,家族性多囊肾,遗传性肾炎,骨髓移植,重型地中海贫血,严重联合免疫缺陷病,二、症状前治疗,患儿甲状腺功能低下，应给予甲状腺素终生服用，以防患儿智能和体格发育障碍。,三现症病人治疗,激素替代疗法,X,染色体畸变的女性患者,垂体性侏儒症,胰岛素依赖性糖尿病,补其所缺,先天性丙种球蛋白缺乏症,去其所余,应用螯合剂,地中海贫血,应用促排泄剂,家族性高胆固醇血症,应用代谢抑制剂,原发性痛风,自毁容貌综合征,血浆置换和血浆过滤,家族性高胆固醇血症,平衡清除,溶酶体贮积症,酶诱导疗法,酶疗法,1,抗胰蛋白酶缺乏症,酶疗法,酶诱导疗法,酶补充疗法,1,抗胰蛋白酶缺乏症,维生素疗法,第三节 饮食疗法,原则：,禁其所忌,针对因代谢过程紊乱而造成的底物或前体物质堆积的情况，制定特殊的食谱或配以药物，控制底物或前体物质的摄入量，降低代谢物的堆积。,一、产前治疗,半乳糖血症,在孕妇的饮食中限制乳糖和半乳糖的摄入量而代以其他的水解蛋白，胎儿出生后再禁用人乳和牛乳喂养，患儿会得到正常发育。,苯丙酮尿症,患儿出生后立即服用低苯丙氨酸奶粉，患儿常规进食后，服用苯丙氨酸氨基水解酶胶囊，可将食物消化后形成的苯丙氨酸转化成苯丙烯酸，使苯丙烯酸未被吸收前即被选择性清除。,苯丙氨酸水平检测,1,岁以内：每周一次,1,12,岁：每月两次,12,岁以上：每月一次,0 3,月：,40-70 mg/kg,4 6,月：,30-50 mg/kg,7 12,月：,30 40 mg/kg,1 3,岁：,20 40 mg/kg,4 6,岁：,15 35 mg/kg,7 15,岁：,10 25 mg/kg15 18,岁：,5 15 mg/kg,成人：,5 10 mg/kg,苯丙氨酸需求水平,92%,：智力低下,73%,：小头畸形,12%,：先天性心脏病,苯丙酮尿症与怀孕妇女,第四节 基因治疗,基因治疗,(gene therapy)：运用DNA重组技术设法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。,基因治疗的策略,基因修正,(gene correction)：定点导入外源正常基因，代替有缺陷的基因，对靶细胞基因组无任何改变。属于,直接治疗。,基因添加,(gene augmentation)：非定点导入外源正常基因，而没有去除或修复有缺陷的基因。属于,间接治疗,。,体细胞基因治疗,：使患者症状消失或得到缓解，但有害基因仍能传给后代。,基因治疗的基本方式,生殖细胞基因治疗,：可根治遗传病，使有害基因不再在人群中散布。,体细胞基因治疗,：使患者症状消失或得到缓解，但有害基因仍能传给后代。,基因治疗的基本方式,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,直接注射法,目的基因的转移方法,物理方法,电穿孔法,微粒子轰击法,直接注射法,目的基因的转移方法,物理方法,CaCl,2,共沉淀法,化学方法,目的基因的转移方法,物理方法,膜融合法,人工脂质体,红细胞影泡,微细胞,原生质球,化学方法,目的基因的转移方法,物理方法,受体载体转移法,膜融合法,化学方法,目的基因的转移方法,物理方法,优点,稳定,可携带大片段外源,DNA,可选择特异的靶细胞,无免疫原性,膜融合法&受体载体转移法,膜融合法&受体载体转移法,缺点,转染效率较低,瞬时表达,血清抑制,同源重组法,受体载体转移法,膜融合法,化学方法,目的基因的转移方法,物理方法,同源重组法,同源重组法,(homologous recombination)是将外源性目的基因定位导入受体细胞的染色体上，通过与该座位的同源序列交换，使外源性DNA片段取代原位点上的缺陷基因，达到修复缺陷基因的目的。,同源重组法,Xba,I,Bst,I,neo,13.1 Kb,Xba,I,Xba,I,Bst,I,11.1 Kb,neo,Xba,I,Bst,I,Xba,I,Bst,I,Xba,I,16.5 Kb,7.7 Kb,Bst,I,病毒介导转移法,同源重组法,受体载体转移法,膜融合法,化学方法,目的基因的转移方法,物理方法,病毒介导转移法,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。,逆转录病毒(retrovirus),优点,能高效转染宿主细胞，转染率可达,100,宿主范围广泛,可转染大量细胞并长期停留，病毒基因和所载的外源基因都能表达,逆转录病毒(retrovirus),缺点,病毒容量有限,(7 kb),随机插入,有致癌作用,5 LTR LTR 3,U3,R,U5,U3,R,U5,小鼠白血病病毒,(Mo-MLV),gag,pol env,逆转录病毒载体的构建,(,缺陷型病毒,),逆转录病毒(retrovirus),5 LTR LTR 3,U3,R,U5,U3,R,U5,小鼠白血病病毒,(Mo-MLV),逆转录病毒载体的构建,(,缺陷型病毒,),逆转录病毒(retrovirus),外源目的基因,RNA,逆转录病毒载体的包装,逆转录病毒(retrovirus),-,Helper virus,Packaging cell,RNA,Packaging,protein,Virus,+,Recombinant,virus,DNA病毒,优点,插入,DNA,片段较长,宿主范围广，不需要正在分裂的细胞,不整合，减少插入突变的潜在危险,DNA病毒,缺点,需反复给药,具有免疫原性,腺病毒,(adenovirus),载体的包装,E1,E3,DNA,E3,Cell 293,DNA病毒,DNA,E3,腺病毒,(adenovirus),载体的包装,Cell 293,DNA病毒,复制缺陷型病毒,可感染分裂和非分裂细胞,病毒颗粒稳定，易于浓缩和纯化,可导入多种靶细胞，并持续表达,无致癌性,腺病毒,(adenovirus),载体的优点,DNA病毒,靶细胞的选择,易于取材,便于体外培养,便于进行遗传技术操作,安全回输,外周血,T,淋巴细胞,皮肤成纤维细胞,靶细胞的选择,应用DNA和RNA的碱基互补可形成同源或异源双链的原理，人工合成反义RNA（或DNA），和mRNA互补，使其灭活，阻止其翻译成蛋白质，达到治疗疾病的目的。,反义寡核苷酸技术,反义,RNA,表达载体,反义,RNA(,或,DNA),的体外显微注射,用脂质体运送反义,RNA,其它方法：,CaCl,2,法；细胞打孔法；逆转录病毒介导,反义寡核苷酸技术,“自杀基因”疗法,“自杀基因”（suicide gene）,所编码的酶可将一种无害的药物（前药物）转化成有毒性的底物，使细胞DNA不能复制而死亡。,“自杀基因”疗法,单纯疱疹病毒的胸腺嘧啶激酶,(HSV1TK),“自杀基因”疗法,单纯疱疹病毒的胸腺嘧啶激酶,(HSV1TK),“自杀基因”疗法,单纯疱疹病毒的胸腺嘧啶激酶,(HSV1TK),“自杀基因”疗法,单纯疱疹病毒的胸腺嘧啶激酶,(HSV1TK),“自杀基因”疗法,旁观者效应,（,by-stander effect,）,多抗药性基因疗法,多抗药性,（,MDR,）基因,利用基因重组技术将已被克隆的多抗药性基因导入造血干细胞，使其衍生的白细胞对化疗药物的耐受性增强，从而加大化疗药物剂量或延长化疗药物使用时间达到治疗肿瘤的目的,。,多抗药基因疗法,多抗药性,（,MDR,）基因,野生型抑癌基因的失活和肿瘤的发生密切相关，将野生型抑癌基因导入肿瘤细胞，替代和补偿有缺陷的抑癌基因，以抑制肿瘤的生长或逆转其表型，称为“,基因替代疗法,”。,抑癌基因疗法,基因替代疗法,抑癌基因疗法,基因替代疗法,抑癌基因疗法,基因替代疗法,程序化死亡,基因治疗的临床应用,ADA,缺乏症,ADA缺乏症为AR,致死性疾病，患者由于腺苷酸脱氨酶（ADA）缺乏，导致脱氨腺苷酸增多，改变甲基化能力，产生毒性效应，使T淋巴细胞受损，机体可出现反复感染等症状。,基因治疗的临床应用,ADA,缺乏症,French Anderson(NIH),LTR,ADA,SV40,neo,LTR,September 14,1990,Retrovirus(Mo-MLV),ADA:1%,25%,Ashanti de Silva,基因治疗的临床应用,Ashanti was the first patient to be treated with gene therapy.,Injections repeated 7 times in first 10.5 months,乙型血友病,基因治疗的临床应用,XR，患者凝血因子缺乏，因子基因定位在Xq26.3q27.2。临床表现：易出血，凝血时间长，轻伤、小手术后常出血不止。发病率为1/30000。,乙型血友病,薛京伦（复旦大学）,1991,，逆转录病毒,基因治疗的临床应用,LTR,F,SV40,neo,LTR,导入仓鼠细胞（,CHO,）,F,表达,导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞（体外培养）,F,表达,导入乙型血友病患者皮肤成纤维细胞回植病人皮下,F,表达，,5%,乙型血友病,基因治疗的临床应用,乙型血友病,基因治疗的临床应用,2003,，,rAAV2-hF.IX,重组,AAV-,人,凝血因子,注射液,薛京伦（复旦大学）,1991,，逆转录病毒,细胞因子,19841987年，淋巴激活的杀伤细胞(LAK),肿瘤的基因治疗1986年，肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)结合IL-2,1991年，肿瘤坏死因子(TNF)治疗黑色素瘤,基因治疗的临床应用,1992年，HSV-TK 和 GCV,“自杀基因”,基因治疗的临床应用,细胞因子,肿瘤的基因治疗,肿瘤抑制基因,pRB,p53,p16,p21,p27,“自杀基因”,基因治疗的临床应用,细胞因子,肿瘤的基因治疗,临床方案,病例,腺相关病毒,4,1.1%,36,1.1%,腺病毒,71,17.9%,437,13.3%,电穿孔,2,0.5%,20,0.6%,基因枪,4,1.0%,35,1.1%,疱疹病毒,1,0.3%,0,0,脂质体,73,18.4%,735,22.4%,脂质体,/,腺相关病毒,2,0.5%,0,0,脂质体,/,腺病毒,1,0.3%,3,0.1%,裸,DNA,16,4.0%,69,2.1%,Poxvirus,26,6.6%,130,4.0%,逆转录病毒包装细胞,20,5.1%,408,12.4%,逆转录病毒,158,39.9%,1217,37.1%,逆转录病毒,/,基因枪,1,0.3%,6,0.2%,RNA转移,1,0.3%,30,0.9%,其它转染,7,1.8%,101,3.1%,总计,387,100.0%,3227,100.0%,基因治疗临床实验的载体系统（1999.09.10）,导入基因的持续表达,导入基因的高效表达,安全性问题,存在的问题及解决方法,Gelsinger Case,1999:Death of Jesse Gelsinger in Penn OTCD trial,4 day after gene transfer.,OTCD:,ornithine,trans-,carbamylase,deficiency.,OTCD:X-linked,1/40 000 birth,存在的问题及解决方法,组织特异启动子的应用（靶向性）,理想载体,导入基因的持续表达,导入基因的高效表达,安全性问题,