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人类基因治疗小教程
作者:未知 来源:上海科技 时间:2007-8-4

    根据各方面的稳步进展,长久、稳定和适宜的体内基因,将在广泛范围细胞型中完成表达。一旦清除了这些障碍,那么下一步的目标将是获得能调节的基因表达。许多重要的靶基因,例如,胰岛素不能在所有时间表达在同样水平上,而且应答体内的生理信号。目标是使用应答体内自身的生理信号(为此嵌入的治疗基因起到内源基因运行的作用)或者输送能控制基因活性水平的药物。在某些情况下,仅保持基本不起调节表达的低水平可能是有利的,(例如,血友病或腺苷脱氨基酶(ADA)缺陷),而在另一种情况下,可能需要牢固的调节(例如。糖尿病中的胰岛素生产)。

    制造载体。虽然10年前,医药公司还不能生产上百万基因治疗载体药片,现在却能够了。逆转录病毒载体是生物剂:它们只能从活体细胞中制得。生物学系统在执行由食品和药物行政管理机构制定的产品制造工艺(GMP)、质量安全/质量控制步骤上(GA/GC),不是件最容易的事,疫苗生产已经学到了。

    与逆转录病毒载体相关的主要问题之一,是有可能在制造过程中增加复制活性逆转录病毒。因为,逆转录病毒载体是在包裹缺陷病毒基因组的包裹细胞中生产出来的,因为逆转录病毒载体有高的再结合倾向,所以上述的可能性出现了。进一步说,当每一个哺乳动物包含内源逆转录病毒时,附加的病毒序列可能被结合进RCR,或许就产生了致病源病毒。

    另一个潜在的问题起因于逆转录病毒载体随机结合进入寄主细胞DNA中的能力。例如载体可能自身嵌进肿瘤超表达基因中去,这样就增加了细胞演变成癌细胞的倾向。1992年发表了在大型动物逆转录病毒基因转化实验中,出现唯一并不要求产生肿瘤的例子。在10只猕猴的骨髓受到辐射破坏时,报道了淋巴瘤的三种情况,然后用曾对大量RCR(而不是逆转录病毒载体)和实验载体暴露过的造血干细胞,做骨髓移植,结果表明产生了RCR集聚的癌,是交流活动且仅是在逆转录病毒6---7个月后发展起来的。

    RCR生产及其潜在的肿瘤生产课题在对NIH重组体 DNA顾问委员会(RAC和FDA)的报告中被广泛地作了分析。结论是目前根据FDA要求采用的QA/QC步骤极不可能使得任何病人接受充分的RCR以便既产生逆转病毒血液又产生恶性肿瘤。然而,制造和试验过程确信安全的程度是复杂而昂贵的。

    当目前研究的目标是把生产的基因治疗载体直接注射进人体时,(恰如青霉素和胰岛素),必须考虑到其它问题。例如,鼠包裹细胞产生逆转录病毒载体,它遭到人体活性的破坏。虽然敏感性使得载体颗粒“安全”,它显著地减少他们体内的半蓑期和基因传导的效率。产生敏感的主要成分起因于在病毒糖蛋白上唯一存在的糖基,而病毒糖蛋白产生于使病毒颗粒对人体活性系统敏感的鼠包裹细胞上。或者让鼠细胞上产生的载体颗粒工程化以避免人体活性系统,或者载体需产自非鼠包裹细胞线,在这条生产线上生产出的载体表面能提供合适糖基的病毒颗粒。然而,正如以上所述,基本上所有的哺乳动物细胞有他们自己的内源逆转录病毒,而这些内源逆转录病毒载体能与载体再结合,结果产生新的潜在致病源RCR;许多内源病毒仍然是未知的。虽然任何细胞线是值得怀疑的,但灵长类或人类细胞作为包裹细胞在涉及的相关点上达到了最大的安全性。然而,人类包裹细胞只有工程化才非常安全,例如,在从env基因中分离出DNA的结构上,产生病毒gag—pol基因及其它安全特点的ProPak细胞线,一定要比鼠包裹线PA317更安全,它是目前用得最多的逆转录病毒载体临床试验。

    这些课题是可解决的,但为面向世界市场生产安全、高效基因治疗载体而开发低成本制造系统,将花费几年的产品发展。虽然避免许多问题的非病毒输送系统可能是将来的基因治疗载体(见下面的“非病毒载体”),许多目前和将来运用逆转录病毒载体的临床试验,需要解决安全和高效的制造课题。


    根据DNA病毒的载体

    腺嘌呤病毒载体。最广泛用于基因错位载体的DNA病毒是腺嘌呤病毒(特别是血清型2和5)。腺嘌呤病毒载体有几个正属性:它们是大,因而能具备大DNA嵌入,(直至35kb,见下面);它们是人体病毒并能在高水平上传导大量不同人类的细胞类型(经常在体内达到100%):它们能传导非分离细胞:它们在培养剂中能产生高的滴定度。它们曾为几个实验室作囊纤维的肺倂发症治疗试验提供选择细胞的载体,以及用于治疗癌症的各种试验。

    腺嘌呤病毒载体也有几个缺点,第一代载体为早期的区域1功能所删去以便提供它们复制缺陷。其次,载体在E3区域被删去,以便为变转基因嵌入创造空间。E3在下面讨论,它在病毒感染期起到抑制寄主免疫应答的作用,但不需要在体内复制或包裹。删去E1和E3的载体诱发强的炎症和免疫应答。这一想法有待腺嘌呤病毒蛋白在传导细胞中的“渗漏”表达结果,因为第一代的载体保留了大多数的病毒基因组。如果其它的病毒基因被删除的话,它希望产生微弱的免疫应答。E1删除基因与删除的其他基本早期基因的偶合载体E2a和/或E4,或者删除所有病毒基因的载体已被结构化并用于动物试验。存在关于体内免疫遗传弱小载体免疫遗传、基因表达的稳定性持久性的矛盾报告。事实上这些不同性质取决于精确的载体设计、被引进载体的组织类型以及传导基因嵌入的性质。尤其是弱小载体提供引进35Kb基因组序列的可能性,因此提出包括核基质进攻区域可促进长期基因表达和载体序列的持久性建议。

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