点击显示 收起
近20年来，尤其是肿瘤基因的发现，医务工作者进一步了解到肿瘤的病理发生学，迄今的大量研究已证实，肿瘤的发生与发展的生物学基础是基因突变。所以，肿瘤的基因治疗已成为现代广大肿瘤学者的研究热点。已有学者预言，肿瘤的基因治疗将是人类征服恶性肿瘤的根本途径。笔者就肿瘤的基因治疗作一综述。
1 与基因治疗有关的几个概念
1.1 基因毒 癌发生发展的第一步是活化致癌物，改变细胞内的DMA，导致原癌基因的移位及扩增，这些特殊基因的翻译，使带有这些异常基因细胞的某些特性得以专一表达，一个特殊的化学物对一系列细胞有诱变及DMA修复作用者，称为基因毒。目前人类已知的致癌物均为基因毒［1］。
1.2 原癌基因（前癌基因） 细胞癌基因存在于细胞基因组内，激活前的细胞癌基因称为原癌基因（前癌基因），一旦原癌基因激活成癌基因便会引起细胞癌变，癌基因激活后，通过其表达产物改变细胞生长和分化规律，诱发细胞癌变。细胞癌基因被激活的途径很多，如启动子插入，基因重排和扩增，基因点突变和ＤＮＡ分子中去甲基化等［2,3］。
1.3 抑癌基因 正常细胞中存在抑制肿瘤发生的基因，称为抑癌基因。抑癌基因的存在从最初的一个发现中得到证实，即一个肿瘤细胞和一个正常细胞融合成的杂交细胞，往往不具有细胞表型，即使两种不同的肿瘤细胞杂交，也可能是非肿瘤性的，只有正常的亲代失去某些基因之后，其子代才会发生肿瘤。后来，通过限制性内切酶片段长度多态分析及分子克隆技术的研究证实，正常细胞中有一类对细胞增殖起负性调节作用的基因，如大肠癌中的P53基因，视网膜母细胞瘤和骨肉瘤中的RB基因。这两种基因也是目前被确认并研究最为深入的抑癌基因［4］。如将正常的RB基因转入骨肉瘤细胞，RB基因表达增高，细胞分裂几乎完全抑制，将RB基因转入前列腺细胞，对正常细胞的生长无影响，但抑制了细胞的癌变，所以当这一类的抑癌基因发生丢失，失活或变异时，就会促进细胞恶变［5］。
1.4 基因转移的方法 分物理、化学和生物三大类。前两类是病毒的方法，其中物理方法包括裸露DNA直接注射、颗粒轰击、电穿孔、显微注射等。化学方法包括磷酸钙沉淀、脂质体包埋、多聚季胺盐等化学试剂转移方法。生物学方法主要指病毒介导的基因转移，包括RNA病毒，DNA病毒两大类，有反转录病毒、腺病毒、单疱疹病毒、痘苗病毒等。
1.5 基因和肿瘤 已有的研究证实，肿瘤是一种体细胞基因遗传性疾病。但某单一基因病变并不能促使肿瘤形成。从正常体细胞发展成为癌细胞需经过许多过程，从一个正常细胞发展成为间变细胞需几年，甚至十几年的时间，从一个间变细胞发展成为癌细胞有时也需数年时间，而癌细胞增殖发展成为中晚期癌甚至发生转移，则时间明显缩短。动物实验证明，形成恶性病变至少需要两个过程。即诱导期和促发期。化学致癌诱导某些基因出现不可逆改变，随后促癌物质诱发或促进第二过程，使已经诱变的细胞变成恶性细胞。现已发现某些与肿瘤有关的染色体异位可以引起原癌基因的活化，肿瘤和癌细胞株中几种不同的原癌基因扩增，特异性突变的激活，如ras原癌基因通过病毒激活产生点突变等，诱导肿瘤发生。现已明确，控制细胞增殖，需癌基因与抑癌基因两方面的作用，任何一方面出现紊乱，如前者的调控功能失常或后者的功能缺失，均可促发肿瘤［2,6］。DNA修复酶对保持染色体的完整性起重要作用，若损伤的DNA不能及时修复，最终可引起基因的不稳定；也可引起癌相关基因的表达发生改变；同时细胞周围的环境，特别是细胞与细胞间的联系或细胞外的影响，对癌的形成也很重要。如大肠肿瘤中的某个基因表达降低或丢失，可以合成一种称为DCC的蛋白质，这种蛋白质与细胞粘附分子家族具有同源性，有着沟通细胞与细胞间，细胞与细胞外蛋白质联系的重要作用。正常细胞间连接物质能抑制癌前病变和肿瘤细胞生长，一旦细胞间联系受破坏，正常细胞产生的生长信号下降，为癌前病变或肿瘤细胞的生长创造条件，有利于肿瘤的生长或转移。肿瘤的发生被认为有众多的原因，但共同的原因是DNA出现一定程度的损害后，基因出现异常表达的结果，这是一种多步骤过程，目前研究的重点在于试图确定其中各个不同的步骤。另一些抑癌基因在肿瘤细胞中可能更有意义，这些基因的失活在发生间变的几个阶段中起关键作用。但基因功能缺失就目前技术条件分析实为困难，因此寄希望于更合适的检验方法的出现。但在细胞生长的环境中，决不可忽视肿瘤形成的病因学。总之，基因和抑癌基因相互作用、相互影响，共同调控细胞的增殖与分化［2,6］。
2 基因治疗的概况基因治疗是近十年来才发展起来的，它是现代医学与分子生物学迅速发展及其两者密切结合的产物。是指在基因水平上，将外源正常有功能的基因，或其他基因等治疗基因通过基因转移方式导入患者体内，使机体表达功能正常的基因，患者原来不存在的基因或外源基因，赋予患者新的抗病功能。1990年9月14日美国一名因腺苷酸脱氨酶（ADA）缺乏而患有重症联合性免疫缺陷症的4岁女孩，正式接受了人类历史上第一次基因治疗［7］，并取得较好的治疗效果。随后，我国上海复旦大学与上海长海医院合作，于1991年12月开展了Ｂ型血友病基因治疗的临床试验，取得安全有效的结果。目前基因治疗研究发展很快，研究内容已从遗传病扩大到肿瘤、艾滋病、心血管疾病和神经系统疾病，迄今［8］已有100多个基因治疗临床方案被批准，600余名患者接受基因治疗。美国是基因治疗的研究中心，中国、法国、英国、德国、意大利、荷兰、日本等国家也先后进行了临床试验。基因治疗已经成为生物科学和临床科学领域中较为热门的研究课题之一，经过5年的临床试验，发现基因治疗较为安全，但其确切的临床治疗效果仍需要更长时间的考验才能确定。
3 肿瘤基因治疗肿瘤基因治疗是将目的基因用基因转移技术导入靶细胞，使其表达此基因而获得特定的功能，继而执行或介导对肿瘤的杀伤和抑制作用，达到治疗目的。1991年Rosenberg将肿瘤坏死因子基因转给50名晚期黑色素瘤患者，客观有效率达38%，应用肿瘤坏死因子基因治疗首批5例晚期黑色素瘤病人无不良反应发生，并取得了一定的疗效，其中1例存活期已超过9个月［5］。由于肿瘤缺乏特异性抗原而不能激发起足够的免疫反应，所以肿瘤免疫治疗收效甚微，通过基因转移的方法，放大反应，将目的基因插入肿瘤细胞内，改变肿瘤基因的抗原表达，使之产生强烈的排斥反应，从而达到有效的癌症基因治疗目的［3］。
4 肿瘤基因治疗的几种方法
4.1 自杀基因疗法 一些仅存在于病毒或细菌体内的酶能将对人体基本无毒的核苷类似物（可称为药物前体）代谢为细胞毒药物，从而导致细胞凋亡。这种将药物前体代谢为有毒产物的酶基因即称为自杀基因（Suicidegenes）。将这类基因选择性导入肿瘤细胞，使其在肿瘤细胞内特异性表达，在使用对正常细胞基本无毒的药物前体进行治疗时，这类基因编码的酶便能将其转变为细胞毒药物，从而选择性地诱导肿瘤细胞凋亡［9］，这些自杀基因的应用，可能为探索基因治疗基础上的敏感化疗方案提供新的途径。
4.2 癌基因拮抗疗法 应用反义癌基因导入细胞后，即可通过碱基互补原则封闭一个特定基因的表达，逆转癌细胞的恶性行为，诱导细胞凋亡（apotosis）。国外有人用基因转移技术将外源野生型P53转移至人类恶性淋巴瘤细胞系中，既能抑制其增殖，亦可诱导其凋亡。此外它还可以通过调节其他基因（如bcl-2,bax等）的表达而诱导细胞凋亡，故将野生型P53导入肿瘤细胞使之发生凋亡而达到治疗肿瘤的目的［10］。所谓“凋亡”又称程序性细胞死亡，或细胞编程死亡，表现为细胞核浓缩，细胞器密集，胞膜突起，体积缩小，DNA断裂及形成凋亡小体，它与细胞坏死不同，可通过生理或病理的剌激引发或抑制［13］。
4.3 基因修饰介导的几种免疫疗法
4.3.1 基因修饰肿瘤细胞的“疫苗”式疗法 在肿瘤免疫中，细胞因子具有协调各种免疫效应细胞，在肿瘤局部微环境中发挥细胞毒作用的重要功能，将细胞因子基因导入机体产生特异的抗肿瘤免疫应答。肿瘤疫苗的作用是激活抗原提呈细胞，进而活化T淋巴细胞，以克服肿瘤抗原性弱的问题，增强效应细胞对瘤细胞的识别能力而发挥抗肿瘤作用，目前已有多种疫苗构建成功：如自身肿瘤细胞加卡介苗（BCG），抗独特型抗体疫苗，重组病毒疫苗，纯化抗原加新型佐剂，基因重组疫苗及核酸疫苗等，并已开始Ⅰ～Ⅲ期临床应用［11,12］。
4.3.2 基因修饰肿瘤浸润淋巴细胞的过继免疫疗法 1986年Rosenberg发现从新鲜肿瘤组织中分离获得的淋巴细胞在体外经IL-2诱导培养后，对自体瘤细胞的破坏性比LAK细胞强50～100倍［14］，这种细胞被命名为肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）。通过表型分析发现，TIL主要是被自体瘤致敏活化的细胞毒Ｔ细胞（CTL），在体外可大量扩增达1011以上，回输体内后可靶向肿瘤组织，TIL治疗晚期黑色素瘤，有效率可达40%［14］，但长期生存率仍未令人满意。
4.3.3 原位修饰肿瘤免疫原性的基因疗法 通过高效，特异的肿瘤靶向载体，直接在体内原位修饰肿瘤的免疫原性，诱导肿瘤特异的细胞毒反应。
4.4 基因修饰配合大剂量化疗 将多药耐受基因导入造血细胞，使造血功能受到保护，从而极大地提高肿瘤患者对化疗的耐受能力。Kondo等将bcl-2基因导入骨髓细胞再移植到小鼠体内，结果，荷L1210白血病的小鼠骨髓细胞bcl-2的表达明显增加，因而在接受化疗时，骨髓细胞对药物诱导凋亡的耐受性大大提高［15］。
4.5 联合基因疗法［16］
4.5.1 不同目的基因之间的联合应用 ①自杀基因与免疫基因之间的联合应用，如自杀基因单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSV-tk）与能增强抗瘤免疫力的ｍmIL-2基因联合应用的抑瘤作用更强，荷瘤鼠的生存期明显延长，HSV-tk基因与mIL-2基因联合应用被认为是治疗头颈癌的一种有效的新模式［17］。②免疫基因与免疫基因之间的联合应用。主要有不同细胞因子基因之间的联合应用，如mIL-2基因与mIL-4基因合用，共剌激分子基因B7与细胞因子基因mIL-2合用等。
4.5.2 目的基因与化疗药物的联合 基因治疗与化疗的联合是指通过某些基因的转导增强化疗药物对肿瘤的敏感性或降低化疗药物的毒副作用，从而提高抗肿瘤效果的一种治疗模式。主要有酶基因与药物前体的联合，增敏基因、耐药基因等与化疗药物的联合。目前研究较多的是HSK-tk基因和CK基因，其次是Cytp4502B1基因、gpt基因、dck基因、nm23-1基因、cam基因和MKk1基因等。
4.5.3 目的基因与放射线之间的联合 国外学者［18］已构建了Egr-1（earlygrowthresponse）基因启动子和INF基因的载体（PEgr-INF），将其转导入造血干细胞系HL525后注入异种移植瘤中，与放疗联合应用，其抑瘤效果提高，且局部及全身毒性作用未见增加，该疗法仍处在动物实验阶段。
5 问题与展望目前，肿瘤发生的分子生物学机制和肿瘤基因治疗的研究已取得重大进展。明确了许多癌基因和抑癌基因与肿瘤的发生发展及预后有密切关系。但仍有许多需要解决的问题，如突变基因的确切作用机制，各种突变基因之间的作用关系仍未完全清楚，也许还有一些更重要的肿瘤相关基因有待分离、鉴定、加强对癌基因及抑癌基因的研究，将有助于肿瘤的基因治疗［19～21］。此外，在临床应用上尚有许多有待解决的难点，其中主要有三个问题［22,23］，①有效的目的基因太少；②缺乏高效和定向的载体系统，目前所用的病毒载体无定向性；③基因进入体内的可控性。随着这些问题的解决，攻克肿瘤的基因治疗临床应用必将指日可待。
参考文献略