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腺病毒载体介导的遗传病基因治疗研究和应用进展

来源:国外医学遗传学分册 作者:万成松 张文炳 2004-9-24
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摘要: 关键词:人类腺病毒。基因疗法 人类腺病毒(Adenouirus,Ad)是一群分布广泛的呼吸道病毒,A:60~90nM,无包膜,20面体立体对称型。分为大约47个血清群,其中Ad2、Ad4、Ad5和Ad7在疫苗和基因转移载体研究方面,应用最普遍。腺病毒粒子衣由252个壳粒组成,几何排列成240个非顶角六邻体和12个五邻体。...


关键词:人类腺病毒;遗传性疾病;基因疗法

  人类腺病毒(Adenouirus,Ad)是一群分布广泛的呼吸道病毒,A:60~90nM,无包膜,20面体立体对称型。分为大约47个血清群,其中Ad2、Ad4、Ad5和Ad7在疫苗和基因转移载体研究方面,应用最普遍。腺病毒粒子衣由252个壳粒组成,几何排列成240个非顶角六邻体和12个五邻体。基因组为双股DNA,呈线性,长度大约36kb。腺病毒的转录区分早期(early,E1、E2、E3、E4)转录区和晚期(late)转录区。复制周期大约为32~36小时。

  腺病毒载体法是基因治疗中最有前途的基因转移方法之一。其生物学特性得到广泛研究。Ad有一个中等大小的基因组(平均36kb),适合于容纳于大片段基因,与反转发病毒载体相比,腺病毒载体能有效地外源基因转动到各种靶细胞或组织中。载体容易构建和操作。宿主范围广,感染性强,可经不同途径进入不同组织,能感染分化后的非分裂期细胞。在Ad生活周期中,其基因不整合到宿主细胞中,无插入突变激活癌基因的危险,外源基因能游离地表达。Ad制成疫苗临床应用表明,体内基因转移是安全是。

  最近几年,Ad载体已引起科研人员的广泛关注,Ad可用于遗传病、传染病和肿瘤等疾病基因治疗的研究和应用。

  一、不同动物组织中腺病毒介导的基因转移

  Rosenfeld等[1]把α1抗胰蛋白酶(α1-An-titrypsin,α1-AT)基因转动到肺上皮细胞中,证实重组腺病毒载体和其野生型病毒一样,易感染宿主上皮组织,特别是呼吸道上皮组织。但把Ad载体通过静脉注射到小鼠模型体内,也可在肝内检测到大量载体。科研人员在不同动物模型上作了大量基因转移试验,证实采用气管内皮滴注法,肌肉注射、脑门实体接种等方法可感染Ad,感染部位有呼吸道内皮组织,肝组织、眼组织、羊膜内腔等。研究证明,重组Ad载体把目的基因转动到不同组织中,为Ad载体介导的遗传病基因缺陷纠正治疗提供了理论基础。

  二、腺病毒介导的α1抗胰蛋白酶基因转移

  大量临床病例表明,α1抗胰蛋白酶(α1-AT)缺陷症是高加索人肺部最普遍的致死遗传性疾病之一。Rosenfeld等[1]构建了含Ad主要晚期启动子(MLP)和重组人α1-AT基因的复制缺陷型Ad载体(Ad-α1AT),体内外分别感染棉鼠呼吸道上皮细胞。Lemarchand等[2]将Ad-α1-AT通过气管内滴注给小鼠后,在呼吸道上皮内可检测到人α1-AT mRNA,说明在肺组织内可合成并贮存人α1-AT。在鼠的呼吸道粘液中也可检测到人α1-AT(1.7μM),但会逐渐减少,一周后完全检测不到。通过静脉灌注,24小时后,可检测到平均13μg/ml的α1-AT,证实了重组Ad载体介导的体内内皮细胞基因转移的可能性。最近,Kochanek等[3]利用缺失了整个病毒编码基因的Ad载体,鼠尾静脉注转移19kb的人α1-AT基因组,发现13周内在鼠血清中可检测到大约1μg/ml的α1-AT。

  三、腺病毒介导的低密度脂蛋白受体基因转移

  家族性高胆固醇血症(familial hypercholesterolaemia,FH)是由低密度脂蛋白(lowdensity lipoprotein,LDL)受体缺乏导致而成,与高胆固醇和早期冠状动脉疾病有关。最初在细胞培养中证实了Ad载体介导的LDL受体基因转移,注射过载体的小鼠血浆中胆固醇水平明显减少。据LDL受体的免疫荧光和β-半乳糖苷酶染色等实验检测,大约90%的肝细胞表达了Ad转移的基因。Kozarsky等[4]在转导的FH肝细胞中,Ad.CBhLDLR诱导的LDL受体蛋白至少比骨源性的要高20


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