现代生物技术与人类

现代生物技术与人类人类疾病基因治疗一：基因治疗的回顾与现状基因治疗概念：向靶细胞或组织引入外院性DNA或RNA片段，纠正或补偿基因缺陷，关闭或抑制异常表达基因以达到治疗目的。基本思想：使变异基因和表达异常基因变为正常基因和正常表达基因，从根本上治愈遗传疾病。例：1973年第一例人体实验1978年第二例基因治疗实验基因治疗动物实验广泛开展DrAnderson（1980）首先阐明基因治疗前景和发展方向Rosenberg（1990）利用逆转录病毒将基因导入肿瘤浸润淋巴细胞（TIL），并将TIF输回体内，TIF集中在肿瘤部位，表达neoR。1990年9月14日：第一例正式批准的基因治疗实验开始进行（美国，世界上开展基因治疗最早的国家）大规模进行基因治疗临床实验必须经历以下阶段：体外试验和动物试验I期临床试验——6---10名志愿者II期临床试验——20---30名志愿者III期临床试验——充分分析疗效、安全性中国1991年7月开始进行基因治疗试验二：基因治疗的方法与应用靶细胞（基因治疗的对象）：体细胞性细胞（美国政府1985年规定，目前治疗仅限于体细胞）目前基因治疗的主要方法：体外——原位基因治疗体内基因治疗反义基因治疗法核酶基因治疗1：体外原位治疗步骤：从患着体内取出基因缺陷细胞体外培养——通过基因转移进行基因修正（逆转录病毒载体）——培养和选择修正后细胞——通过细胞融合或移植转入患者体内影响因素：转基因技术是否成熟、转入基因表达基因寻靶技术：基因定点整合技术应用举例：SCID基因治疗转基因肝细胞治疗LDLR基因突变血管平滑肌细胞2：体内基因治疗——将基因转入特定组织载体：腺病毒、庖疹病毒逆转录病毒等示例：肌肉萎缩症、囊性纤维化•方法：引入反义基因序列•存在问题：安全性、专一性、稳定性•反义药物转移方法：直接注射法、载体导入法、受体介导法应用举例：3：反义疗法——通过阻遏或降低基因表达进行治疗4：通过核酶基因治疗核酶：具有酶活性的核酸分子。核酶功能：治疗应用举例：核酶运载系统与表达系统：优点：核酶为RNA，免疫原性小核酶分子较小，操作方便三：基因治疗应用实例1：癌症基因治疗治疗基因分类：直接杀伤或抑制癌细胞基因（抑癌基因、细胞雕亡基因、癌基因反义序列）；提高免疫系统功能基因（细胞因子基因）；多种药物耐药基因基因导入方法：同其他基因治疗应用举例：2：AIDS基因治疗HIVHIV简介：1986年，美国发现首例AIDS患者，病原体HIV（I型）为逆转录病毒科，慢病毒属。一般认为起源与中非地区。传播途径：血液、性、母婴垂直传播潜伏期：平均7—8年，潜伏期内有大量病毒繁殖复制。HIV生活史•AIDS治疗药物：例：鸡尾酒疗法目前几种新的AIDS治疗方向：反义疗法；HIV疫苗四：基因治疗的发展前景1：基因治疗存在的技术问题1多基因调控复杂，技术难度大有赖与基因组计划进展2病毒载体问题：2：基因治疗引起的伦理学与社会问题后果无法预料延长人类寿命，谋求不正当利益，引入生殖细胞决定权问题等3：基因治疗的前景1)转移基因调控问题2)导入基因不被宿主细胞降解五：人类基因组计划简介一)：任务与完成进度：第一个五年（1991-1995）技术上改进5---10倍，完成作图50%，测序1%第二个五年（1996-2000）技术上改进5---10倍，完成作图100%，测序10%第三个五年（2001-2005）测序完成100%，找出全部基因极终目标——阐明全部基因位置、功能、结构、表达调控机制及与致病有关的变异。二):对医学的影响：1：进一步阐明人类基因在时空特异表达和调控机制，从而推动发育生物学、神经生物学、发展，揭示细胞分化、胚胎发育、人类思维、记忆等复杂高级生命活动的分子基础。2：向人们提供不同种族、不同民族起源、演进强有力的分子证据，带动民族学和种族学研究发展。3：在人类疾病分子治疗、预防方面做出特别贡献。如获得人类疾病发病分子机制、设计治疗方案，使人们在诊断、基因治疗、遗传保健、优生优育等方面建立全新医学，提高人类寿命。4：一些模式生物基因组研究。三)：基因资源保护：中国国务院办公厅1998年9月转发科技部、卫生部《人类遗传资源管理站行办法》，保护我国基因资源。基因争夺战的原因：1：人类基因资源只有一套，为有限资源不能再生，谁先发现基因即可通过申请专利获得保护。2：知识产权之战：人类基因只有5%对认识疾病有意义，1%有巨大开发前景。包括生产基因药物、直接利用基因治疗遗传疾病、解释或阐明发病机制，开发出治疗药物。一个基因开发出来其转让费高达千万至数亿美圆。3：中国为基因研究的风水宝地。人口众多、56个民族历史悠久、徒迁率低、城乡差异显著、家族隔离群最多，基因家系保存完好，能准确提供保健与疾病、城市与乡村人类迁移系铺最佳模型。四)：中国HGP计划简介：1993年，中国自然基金委员会颁布“中国民族基因若干基因位点的研究”根据国内经济实力和资源特点，主要开展两方面研究：基因组多样性、疾病基因识别。取得成绩1：基因组多样性研究：（多民族基因组保存和研究）已完成南北两个汉族群、西南东北地区傣、藏、壮族等12个民族733个永生细胞橥建立。应用多种遗传标志，对我国多民族基因组多样性进行了比较，验证我国南北地区人群差异及进化上的联系。2：基因新技术引进和建立：形成包括测序、作图、定位、基因识别、基因组扫瞄、生物信息等完整技术体系。3：疾病基因研究：获得与人血管系统、神经系统、造血系统发育、分化、表达调空相关的100个全长新基因。克隆若个白血病基因。获得一批与食管癌相关的基因。发现若干与肝癌相关的全长新基因。对肝癌、糖尿病、高血压等疾病相关病基因研究。