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恶性脑胶质瘤基因治疗研究日渐深入

来源:《中国医药报》
摘要:目前,对恶性脑肿瘤所采用的常规治疗为手术、放疗和化疗。由于肿瘤与正常脑组织无明显界限,手术切除不可能去除所有的瘤体细胞,因此术后复发几乎是必然结果。神经系统的基因特性决定了瘤体组织对射线不敏感。血脑屏障导致药物很难进入瘤体,因此恶性脑胶质瘤的化疗效果很差。...

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  目前,对恶性脑肿瘤所采用的常规治疗为手术、放疗和化疗。由于肿瘤与正
常脑组织无明显界限,手术切除不可能去除所有的瘤体细胞,因此术后复发几乎
是必然结果;神经系统的基因特性决定了瘤体组织对射线不敏感;血脑屏障导致
药物很难进入瘤体,因此恶性脑胶质瘤的化疗效果很差。日前,美国加州大学旧
金山分校的研究人员找到了可能是史上最强大的脑瘤候选药物。这种叫做PI-103
的化合物对移植了人脑胶质瘤的小鼠癌细胞的复制作用产生独特的、强大的影响,
这种抑制剂具有双重作用:它能同时抑制PI3激酶和mTOR蛋白质激酶途径,因此能
非常有效地减缓脑胶质瘤的生长。当前,世界各国对脑胶质瘤的研究正在深入开
展,发现了一系列新的辅助治疗方法,而基因疗法为该病的治疗提供了诸多新途
径。
                              ——编者按
  恶性脑胶质瘤是成人中最常见的原发性恶性脑瘤,具有侵袭性,其血管丰富,
可无限制增生,缺乏凋亡,所有这些异常生物学特性导致恶性脑胶质瘤难以治疗。
在恶性脑胶质瘤的进展过程中,有的肿瘤抑制因子并未被激活,相当数量的生长
因子和肿瘤基因却被过多表达,因此其基因治疗目标就是干预肿瘤基因或替代“
功能基因的缺失”(肿瘤抑制因子)。
  ■酶前体药物治疗
  酶前体药物治疗又被称作药物敏感基因(DSG)治疗或自杀基因治疗,系指自
杀基因胞嘧啶脱氨基酶(前体药物5-氟尿嘧啶,5-FU)与单纯疱疹病毒胸腺嘧
啶核苷激酶TK,即HSV-TK基因(前体药物更昔洛韦,GCV)联合应用,通过转染
导入肿瘤细胞内,然后给予无毒的前体药物,在肿瘤局部酶解作用下使前体药物
分解为细胞毒化疗药物,发挥其抗肿瘤作用。上述两种自杀基因的联合应用具有
协同效应,可使荷瘤裸鼠肿瘤完全根除或保持长期休眠,但其治疗作用不能在荷
瘤裸鼠模型上实现,说明该过程需要T细胞免疫反应,且伴有肿瘤坏死因子-α(
TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、IL-2、干扰素-γ(IFN-γ)和粒细
胞/巨噬细胞集落刺激因子(GM-GSF)等细胞因子的聚集和肿瘤细胞坏死。国外
研究人员发现,只有在自杀基因治疗的同时给予免疫刺激,才能延长恶性脑胶质
瘤小鼠的生存期,且CD4+细胞去除后这种联合效果消失;但去除CD8+和NK细胞
并不受影响。酶前体药物治疗可避免全身应用常规化疗药物的毒副作用,并尽可
能地使药物到达瘤体靶器官,显示出治疗的优越性,目前已在恶性脑胶质瘤的实
验性治疗研究中获得广泛应用。
  ■免疫基因治疗
  近年来,随着基因克隆技术的发展,分子生物学技术与免疗理论的结合形成
免疫介导的基因治疗。增强抗肿瘤免疫的基因治疗包括将具有免疫刺激作用的细
胞因子基因(如IL-2、IL-4、IL-6、IL-7、IFN、TNF-α、GM-CSF等)直
接进行活体脑肿瘤内转移,或在体外导入TIL或LAK细胞,再回输给病人,通过抗
肿瘤活性物质的表达增强其杀瘤作用。IL-2及IFN-γ可通过细胞介导的抗肿瘤
免疫抑制颅内及皮下肿瘤的生长,表现在肿瘤内单核细胞/巨噬细胞、CD4+和CD8
+T淋巴细胞弥漫性浸润,OX42+小胶质细胞活化。此外,将IL-4及GM-CSF导入
体外培养获得的胶质瘤细胞,可使体外培养的瘤细胞经100GY射线照射后在一段时
间内产生相应的细胞因子。体外与动物体内实验均证实了肿瘤疫苗对脑肿瘤治疗
的有效性。直接激活T细胞免疫反应对基因治疗脑肿瘤具有非常重要的作用,因为
脑肿瘤细胞抗原提呈能力较弱,且其表达的肿瘤生长因子-β(TGF-β)可使瘤
细胞逃避免疫监视。转染同系的主要组织相容抗原复合物(MHC)Ⅱ型基因可直接
将肿瘤内在编码的多肽抗原呈现给CD4+T辅助细胞,由此可加速激活肿瘤特异的C
D8+T细胞毒反应。提高肿瘤细胞的抗原呈现活性可增进瘤细胞免疫反应,从而
导致肿瘤细胞死亡。瘤细胞与具有同种异基因的激活B细胞融合形成杂交瘤细胞
是完成免疫基因治疗的有效手段。产生的杂交瘤细胞除可表达黏附和免疫共刺激
分子外,在动物模型中还可通过MHCⅠ类分子将肿瘤抗原提供给T细胞,并通过同
种异基因的MHCⅡ类分子有效激活T辅助细胞。首例杂交瘤细胞接种实验已在肾细
胞癌和黑色素瘤患者中获得成功,对脑肿瘤患者的研究亦取得进展。
  ■肿瘤抑癌基因治疗
  抑癌基因P53、PTEN、P21和P16等均参与调节细胞周程,并诱发肿瘤细胞凋亡。
动物实验研究已初步证实,恶性脑胶质瘤细胞体外转染抑癌基因P53、PTEN、P21
和P16,可诱导肿瘤细胞凋亡,转染该类基因的恶性脑胶质瘤细胞在裸鼠皮下的致
癌性显著下降。虽然在患者体内可检测到抗腺病毒抗体,但它不能消除P53蛋白的
生物学活性。该治疗是研究人员在院外患者体内进行的,仅检测到非常小的毒性。
  ■抗血管生成治疗
  血管生成是肿瘤生长和转移的必要条件,抑制肿瘤血管生成对肿瘤治疗来说
可能是一种非常有效的策略。胶质瘤恶性程度越高,肿瘤内微血管的增生亦越明
显。血管内皮细胞生长因子(VEGF)、血小板源性生长因子受体(PDGFR)、碱性
成纤维细胞生长因子(bFGF)等可溶性血管形成因子在恶性脑胶质瘤中可自分泌
性刺激内皮细胞的增殖并形成新生血管,下调这些基因的表达无疑会抑制肿瘤的
生长。恶性脑胶质瘤是富含血管的实体瘤,亦是较适于进行抗血管生成治疗的肿
瘤之一。针对恶性脑胶质瘤细胞高表达VEGF的特点,应用VEGF165反义RNA治疗人
恶性脑胶质瘤的实验研究已获得初步成功,转染反义RNA的SHG44胶质瘤细胞在裸
鼠皮下的致癌性显著下降,血管生成能力亦明显减弱。此外,克隆内源性人抗血
管生成基因an鄄giostatinK(1-3)和endostatin进行该类基因的原核表达,可
获得具有抗血管生成活性的表达蛋白,且表达量较高。应用真核表达载体介导的
该类基因进行的恶性脑胶质瘤系列实验性治疗研究,亦获得较为理想的结果。相
信在不久的将来,该类抗血管生成药物有望在临床得以应用。
  ■反义基因治疗
  反义基因治疗即基因导入与靶向治疗。依据碱基互补原理,应用可与靶基因
或其mRNA互补的核酸,通过空间阻遏作用或诱导RNase-H的活性或与靶DNA双股螺
旋形成三聚体,可在基因复制、转录、剪接、mRNA转运与翻译水平上抑制蛋白合
成的特性,抑制癌基因的表达,抑制生长因子的分泌或封闭其受体,以阻断癌细
胞内的异常信号传导与自分泌和旁分泌环路,从而导致癌细胞凋亡。
  ■增加放疗或化疗的敏感性
  现行研究发现,恶性脑胶质瘤患者中的细胞循环调节因子waf/CIP1经常过度
表达,导致其对化疗药物耐受。阻断waf/CIP1表达可启动细胞死亡,并增强对1,
3-双氯乙基亚硝基脲所诱导的细胞凋亡的敏感性。体外试验也已证实,Bax基因
转染的瘤体细胞明显对放疗敏感。
  ■联合基因治疗
  多途径结合的基因治疗是当今基因研究的趋势之一,RNA干扰技术是一种重要
技术。RNA干扰技术与传统的类似技术相比具有更多的优点,因而很快在肿瘤研究
和基因治疗中得以广泛应用。
  与其他肿瘤一样,恶性脑胶质瘤是多基因相互作用和网络调控的结果,传统
技术诱发单一的基因阻断不可能完全抑制或逆转肿瘤的生长,而RNAi技术可利用
同一基因家族的多个基因具有一段同源性很高的保守序列的特性,设计针对该区
段序列的dsRNA分子,仅导入一种dsRNA即可产生多基因同时剔除的效果,亦可构
建含有多种dsRNA表达质粒而将多个序列不相关的基因同时剔除。体外试验已证
实,针对表皮生长因子受体(EGFR)的RNA干扰可显著抑制恶性脑胶质瘤EGFR的
表达,阻止细胞生长,最终导致细胞死亡并抑制肿瘤浸润,为人类治疗恶性脑胶
质瘤提供了一条新途径。
   (祝源 邹安琪)


作者: 2006-9-21
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