利用干细胞治疗遗传性疾病

1、利用干细胞治疗遗传性疾病自从上世纪90年代美国科学家成功培养了人胚胎干细胞后，干细胞定向分化及其调控等的研究是现在和将来生命科学的热点。对发育生物学及其相关学科将起突破性的推动作用，同时这一领域所具有的的重大科学意义和医学及其商业价值必将是各国重点支持和开发的领域。2003年，在干细胞的基础研究、胚胎干细胞和成人干细胞医疗研究中都取得了重大的进展，这些进展既给人类战胜疾病带来了希望，激励了医学研究，却也增强了不同观念和政策的争论。遗传病是指由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病。有饮食、药物、手术、基因、干细胞等治疗方法。由于基因定点修复技术目前还处在探索阶段，现阶段遗传病的基

2、因治疗主要采用添加正常基因来弥补缺陷基因的不足。基因治疗疾病的选择有部分条件。治疗有风险，最好能通过基因诊断减少遗传病患者的出生。常为先天性的，也可后天发病。如先天愚型、先天性聋哑、血友病等。这些遗传病完全由遗传因素决定，并且出生一定时间后才发病，有时要经过几年、十几年甚至几十年后才能出现明显症状。而转基因技术是将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达引起生物体的性状的可遗传的修饰，这一技术称之为转基因技术。人们常说的"遗传工程"、"基因工程"、"遗传转化"均为转基因的同义词。经转基因技术修饰的生物体在媒体上常

3、被称为"遗传修饰过的生物体"。 经历程序性死亡，即细胞凋亡。造血干细胞可利用其物理特性和细胞表面特征富集。造血干细胞来源于骨髓、外周血和脐带血，能分化为血液和免疫系统的各种细胞类型，可用于治疗白血病、淋巴瘤和遗传性血液病，如各种遗传性贫血、先天代谢失调和癌症化疗后造血干细胞的恢复等。许多研究发现，在人类、鸟类和啮齿类等生物的骨髓中可以分离出一种骨髓间充质干细胞，其具有干细胞的共性， 最近的研究发现从人的骨骼肌中也分离出了间充质干细胞，它同样可以分化为骨骼肌、平滑肌、骨、软骨及脂肪，因此利用间充质干细胞进行组织工程学研究有如下特点：取材方便且对机体无害。间充质干细胞可取自身骨

4、髓，简单的骨髓穿刺即可获得。 由于取自自体，由它诱导而来遗传病的治疗主要有以下几种方法1. 饮食治疗某些遗传病可通过控制饮食达到阻止疾病发展的目的，从而达到治疗效果。如苯丙酮尿症的发病机制是苯丙氨酸羟化酶缺陷，使苯丙氨酸和苯丙酮酸在体内堆积而致病，可出现患儿智力低下、惊厥等。如果通过新生儿筛查或早期发现，诊断准确，在早期开始着手防治，给婴儿服用低苯丙氨酸配方“奶粉”，并在儿童期给患儿低苯丙氨酸饮食，如大米、大白菜、菠菜、马铃薯等，则可促使婴儿正常生长发育。等到孩子长大上学时，再适当放宽对饮食的限制。又如，遗传性葡萄糖6磷酸脱氢酶缺乏症（我国长江以南相对多发），临床表现为溶血性贫血，严重时可危及

5、生命。这类病人对蚕豆尤其敏感，进食蚕豆及蚕豆粗制品后即可引起急性溶血性贫血，故又称“蚕豆病”。对这类患者应严格禁食蚕豆及其制品。同时，这种病还可引起药物性溶血，故平时用药必须慎重。2. 药物治疗遗传病的药物治疗遵循“补其所缺、去其所余、禁其所忌”的原则。“补其所缺”主要针对某些生化代谢性疾病，使用激素类或酶制剂的替代疗法，或补充维生素，通常可得到满意的治疗效果。还有些疾病如先天性低免疫球蛋白血症，可以注射免疫球蛋白制剂，以达到治疗的目的。“去其所余”主要针对因遗传性代谢障碍引起体内某些毒物的堆积，采用鳌合剂、促排泄剂、代谢抑制剂、换血等治疗方案，减少毒物的蓄积而造成的危害。“禁其所忌”是针对机

6、体因不能对某些物质进行正常代谢，减少这些物质的摄入，可减少对机体的危害。 3. 手术治疗手术矫治指采用手术切除某些器官或对某些具有形态缺陷的器官进行手术修补的方法。如球形红细胞增多症，由于遗传缺陷使患者的红细胞膜渗透脆性明显增高，红细胞呈球形，这种红细胞在通过脾脏的脾窦时极易被破坏而引起溶血性贫血。可以实施脾切除术，脾切除后虽然不能改变红细胞的异常形态，但却可以延长红细胞的寿命，获得治疗效果。对于腹壁裂、肛门闭锁等可以在新生儿阶段进行手术修复，多指（趾）、兔（腭）唇及外生殖器畸形等，可通过手术矫治。4. 基因疗法基因治疗遗传病是一种根本的治疗方法，即向基因发生缺陷的细胞导入正常基因，以达到治疗

7、目的。基因治疗说起来简单，可事实上是一个相当复杂的问题。其难点是如何将正常基因转入细胞内替代缺陷基因，并能够输送到目标组织（器官），使基因进行正常的表达。此种治疗方法，目前还处在研究和探索阶段之中。5. 干细胞治疗干细胞治疗是继基因治疗的概念提出后，用于遗传病治疗的新手段。主要通过定向分化多潜能的干细胞，获得某种特定的组织或器官，用于替换病变的组织或器官，所以又称组织工程。另一种途径是将干细胞输入患者，干细胞归巢之后分化成相应的功能细胞，如同骨髓移植。干细胞治疗中的关键是获得干细胞并进行定向分化，异体干细胞治疗需要组织配型，自体干细胞治疗，需要导入正常基因后方能纠正细胞的缺陷。由利用体细胞核移

8、植得到的胚胎来获取干细胞，然后进行基因纠正和定向分化，即诞生“治疗性克隆”的新技术，有望在遗传病的治疗上获得突破，并解决移植排斥问题。当前的基因治疗研究中的急需解决的问题1) 提供更多可供利用的基因: 目前有治疗价值的基因不多。以恶性肿瘤为例 ,能抑制肿瘤生长的基因为数不多；遗传病中多基因疾病的基因尚不清楚。因此，难以达到治疗目的。2) 设计定向整合的载体:基因治疗的基因导入手段要求是高效导入，而且能定向地导人体内某种细胞。已有手段均低效和无导向性。即使导入的基因有治病效果，但由于不能有效地导入，效果也会大受影响。3) 如何高效持续表达导入基因: 导入基因现有的表达量不高，如血友病B 的基因治

9、疗，凝血因子 9 的表达量只有正常人的 5 %，若能达到 10 %，则治疗效果会大大提高。4) 导入的基因做乏可控性: 目前可以做到导入一个胰岛素基因在体内分泌胰岛素，但是如果导入的胰岛素基因分泌胰岛素而不受机体内血糖浓度和激素的调控，后果将会非常严重。因此，急需解决如何对导入基因的表达实现可控调节。5) 靶细胞的类型的选择和细胞移植技术6) 更有效的动物模型：获得性和遗传性疾病的基因治疗，都需要更有效的动物模型。7) 基因转移中的副作用和抗体形成问题以上任何一个环节的阻碍，都将造成基因治疗研究的停滞甚至后退，因此我们要对困难有充分的估计，对科研工作的艰巨性、复杂性有全面的认识，才能处乱不惊，

10、乐观地面对种种困难和挑战，取得科研工作中的进步与提高。遗传病基因治疗技术的发展趋势基因治疗是一种新的治疗手段，可以治疗多种疾病，包括癌症、遗传性疾病、感染性疾病、心血管疾病和自身免疫性疾病。癌症基因治疗是基因治疗的主要应用领域。过去几年里，全球基因治疗临床试验取得了很大的进步。实际上，基因治疗也遇到了很多困难。未来，基因治疗的主要目标是发展安全和高效的基因导入系统，它们能将外源遗传物质靶向性地导入到特异的细胞。在过去的40年，基因疗法已经为诸如癌症、心血管疾病、人类免疫缺陷病毒（HIV）、血友病隐性单基因疾病等许多疾病的进行了临床研究。 迄今为止，在28个国家已有超过1,340基因治疗临床试验

11、完成、正在进行或已获得批准，使用超过100个基因。 这些（66.5）的临床试验大多是针对癌症的治疗。2. 基因治疗面临的问题和挑战基因治疗的发展经历了“乐观与热情失望与怀疑理性与挑战”的过程，这是符合事物发展规律的。目前，基因治疗领域存在的主要瓶颈在于有效性和安全性。基因治疗领域的关键问题，其核心问题在于基因治疗的靶向性，目前全世界范围内的科学家都在不同层面上对这些问题进行深入研究。主要表现为：1) 基因导入系统缺乏靶向性，效率也较低。如以腺病毒为载体的p基因转移治疗恶性肿瘤的方案中，只能直接将腺病毒注射到肿瘤局部。若静脉注射，病毒颗粒将很快被清除，真正能够到达肿瘤组织的很少，难以达到治疗效果，且增加了副作用。前面提到的第一例逆转录病毒介导ADA 基因转移成功治疗SCID 的病例，因为导入效率较低，前后经历了11 次体外转导和回输。2) 逆转录病毒载体的局限性。目前针对遗传性疾病的基因治疗方案大多采用逆转录病毒载体，其插入或整合到染色体的位置是随机的，有引起插入突变及细胞恶性转化的潜在危险。而理想的基因治疗方案应该是在原位补充、置换或修复致病基因，或者将治疗基因插入到宿主细胞染色体上不致病的安全