地贫基因治疗的可行性2021-12-10 09:46:22
地贫的分子机制主要涉及珠蛋白基因的改变而导致血红蛋白α链与β链不能形成正常的HbA四聚体,从而产生异常血红蛋白,通常异常结构的血红蛋白容易受到氧化损伤,所以患者临床主要表现为溶血性贫血和携氧能力降低。基因治疗技术对单基因突变引起的疾病有较好的治疗效果,因为地贫是单基因隐性遗传病,所以基因治疗技术是目前地贫治疗研究的热点。基因治疗的常规技术手段是将正常的目的基因片段通过表达载体导入到受体细胞中,并在受体细胞中成功表达,从而恢复有缺陷基因的功能。在人的不同发育阶段珠蛋白基因的表达和调节能够组建正常的珠蛋白,而这个表达和调节过程十分复杂。在β珠蛋白基因上游有一段40~60 kb片段被称之为长末端重复序列,它包含有特异性增强子序列,能够高水平表达β珠蛋白基因,LTR区域包含有5个对DNA酶敏感的位点:HS1至HS5,在5个HS区域中,HS2对LCR的独立表达是至关重要的,而HS3能够对其增强子活性有重要的阻碍作用,通过这些位点调控能够影响β珠蛋白的表达量;而类似于β-珠蛋白基因的LCR区域,在a珠蛋白基因上游的40kb区域发现一段具有增强子作用的位点HS40,该位点也同样对DNA酶敏感,具有可调控性。所以对珠蛋白基因进行基因编辑和调控以恢复珠蛋白的正常生理功能,在理论上是可以治愈地贫的。1982-2015年地贫基因治疗的研究不断突破,各国的研究报道证明对地贫的基因治疗是可行的。而成功进行血红蛋白疾病基因治疗需要满足以下要求:(1)高效率的目的基因转移和高比率的造血干细胞植入;(2)移植位置独立并且转导HSC能够一致性表达;(3)能够高水平表达β-/γ珠蛋白基因;(4)少量或没有插入突变和肿瘤发生风险;(5)红细胞谱系特异性以及在发育阶段特异性表达的转移β-珠蛋白基因检测手段。
基因治疗的主要步骤:(1)分离并收集自体粒细胞集落刺激因子动员后的纯种外周血HSC或骨髓 HSC;(2)用基因治疗载体转导HSC 24~48 h;(3)给予患者化疗,消除体内所剩存的HSC,为移植转导后的HSC做准备;(4)基因转导的HSC通过静脉输注进入体内;(5)患者体内珠蛋白基因表达水平监测以及生存质量维护。世界上第一例应用基因治疗技术治疗地贫患者并取得成功是在2007年,患者的转导效率能够达到30%,虽然在进行基因治疗的第一年只有有限的珠蛋白表达,但两年后由于转基因表达逐渐完善,患者的血红蛋白检测稳定在8.5~9 g/dL范围内。在所有的基因治疗研究中我们不难发现,有效的病毒载体和骨髓干细胞移植是基因治疗的关键所在。
出自《地中海贫血基因检测与基因治疗》作者胡俊杰,陈鑫苹,符生苗。
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