遗传病的治疗课件

医医 学学 遗遗 传传 学学遗传病的治疗遗传病的治疗医学遗传学遗传病的治疗药物治疗和饮食控制疗法的原则药物治疗和饮食控制疗法的原则基因治疗的概念基因治疗的概念目的基因转移的方法目的基因转移的方法基因治疗的应用基因治疗的应用本章节重点、难点本章节重点、难点药物治疗和饮食控制疗法的原则本章节重点、难点如如果果遗遗传传病病发发展展到到各各种种临临床床症症状状都都已已显显现现，尤尤其其是是器器官官组组织织已已出出现现损损伤伤，应应用用外外科科手手术术对对病病损损器器官官进进行行切切除除、修修补补或或替替换换，可可以以有有效改善某些遗传病的症状，减轻病痛。效改善某些遗传病的症状，减轻病痛。1.手术治疗手术治疗如果遗传病发展到各种临床症状都已显现，尤其是器官组织已出现损矫矫正正畸畸形形是是手手术术治治疗疗的的主主要要手手段段，包包括括对对遗传病所产生的畸形进行矫正、修补和切除。遗传病所产生的畸形进行矫正、修补和切除。手术修补手术修补手术切除手术切除1.手术治疗手术治疗1.1.矫正畸形矫正畸形矫正畸形是手术治疗的主要手段，包括对遗传病所产生的畸形进行矫肾移植肾移植骨髓移植骨髓移植胰岛细胞移植胰岛细胞移植肝移植肝移植1.手术治疗手术治疗1.2.组织和器官移植组织和器官移植肾移植骨髓移植胰岛细胞移植肝移植1.手术治疗原则：原则：补其所缺，去其所余补其所缺，去其所余出生前（产前）治疗出生前（产前）治疗症状前治疗症状前治疗现症病人治疗现症病人治疗2.药物治疗药物治疗原则：补其所缺，去其所余出生前（产前）治疗症状前治疗2.原则：原则：禁其所忌禁其所忌针针对对因因代代谢谢过过程程紊紊乱乱而而造造成成的的底底物物或或前前体体物物质质堆堆积积的的情情况况，制制定定特特殊殊的的食食谱谱或或配配以以药药物物，控控制制底底物物或或前前体体物物质质的的摄摄入入量量，降降低低代代谢物的堆积。谢物的堆积。3.饮食控制疗法饮食控制疗法原则：禁其所忌针对因代谢过程紊乱而造成的底物或前体物质堆积的苯丙酮尿症苯丙酮尿症“Shewasanidiotandunabletostand,walk,ortalk;sheshowednointerestinherfoodorsurroundings,andspenthertimegroaning,crying,andbangingherhead”.BickelH.ExpMedSurg.1954;12(1):114-1173.饮食控制疗法饮食控制疗法苯丙酮尿症“She was an idiot and una遗传病的治疗课件苯丙氨酸水平检测苯丙氨酸水平检测z1岁以内：每周一次岁以内：每周一次z112岁：每月两次岁：每月两次z12岁以上：每月一次岁以上：每月一次3.饮食控制疗法饮食控制疗法苯丙酮尿症苯丙酮尿症苯丙氨酸水平检测1岁以内：每周一次3.饮食控制疗法苯丙酮苯丙氨酸水平检测苯丙氨酸水平检测3.饮食控制疗法饮食控制疗法苯丙酮尿症苯丙酮尿症zGuthrietest苯丙氨酸水平检测3.饮食控制疗法苯丙酮尿症Guthrie苯丙氨酸水平检测苯丙氨酸水平检测3.饮食控制疗法饮食控制疗法苯丙酮尿症苯丙酮尿症zGuthrietest苯丙氨酸水平检测3.饮食控制疗法苯丙酮尿症Guthrie苯丙酮尿症与怀孕妇女苯丙酮尿症与怀孕妇女z92%：智力低下：智力低下z73%：小头畸形：小头畸形z12%：先天性心脏病：先天性心脏病3.饮食控制疗法饮食控制疗法苯丙酮尿症苯丙酮尿症苯丙酮尿症与怀孕妇女92%：智力低下3.饮食控制疗法苯丙基因治疗基因治疗（genetherapy）运运用用DNA重重组组技技术术设设法法修修复复患患者者细细胞胞中中有有缺缺陷陷的的基基因因，使使细细胞胞恢恢复复正正常常功功能能而而达达到到治治疗疗遗传病的目的。遗传病的目的。4.基因治疗基因治疗基因治疗（gene therapy）运用DNA重组技术设法修基因修正基因修正(genecorrection)：定点导入外源正：定点导入外源正常基因，代替有缺陷的基因，对靶细胞常基因，代替有缺陷的基因，对靶细胞基因组无任何改变。属基因组无任何改变。属直接治疗直接治疗。基因添加基因添加(geneaugmentation)：非定点导入：非定点导入外源正常基因，而没有去除或修复有缺外源正常基因，而没有去除或修复有缺陷的基因。属陷的基因。属间接治疗间接治疗。4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略基因修正(gene correction)：定点导入外源正常基因治疗的基本方式基因治疗的基本方式体细胞基因治疗体细胞基因治疗：使患者症状消失或得：使患者症状消失或得到缓解，但有害基因仍能传给后代。到缓解，但有害基因仍能传给后代。4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略基因治疗的基本方式体细胞基因治疗：使患者症状消失或得到缓解，4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略基因治疗的基本方式基因治疗的基本方式生殖细胞基因治疗生殖细胞基因治疗：可根治遗传病，使：可根治遗传病，使有害基因不再在人群中散布。有害基因不再在人群中散布。4.基因治疗基因治疗的基本方式生殖细胞基因治疗：可根治遗基因治疗的关键基因治疗的关键外源基因的安全导入外源基因的安全导入外源基因高效正确的表达外源基因高效正确的表达4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略基因治疗的关键外源基因的安全导入4.基因治疗基因治疗的条件基因治疗的条件疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚已克隆正常基因，明确该基因表达与调控机制已克隆正常基因，明确该基因表达与调控机制导入基因具有合适的受体细胞，并能有效表达导入基因具有合适的受体细胞，并能有效表达具有安全有效的转运载体和方法具有安全有效的转运载体和方法4.基因治疗基因治疗4.1.基因治疗的策略基因治疗的策略基因治疗的条件疾病的发病机制及相应基因的结构功能清楚4.直接注射法直接注射法物理方法物理方法4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移直接注射法物理方法4.基因治疗电穿孔法电穿孔法微粒子轰击法微粒子轰击法直接注射法直接注射法物理方法物理方法4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移电穿孔法微粒子轰击法直接注射法物理方法4.基因治疗CaCl2共沉淀法共沉淀法化学方法化学方法4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移CaCl2共沉淀法化学方法4.基因治疗膜融合法膜融合法人工脂质体人工脂质体红细胞影泡红细胞影泡微细胞微细胞原生质球原生质球4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移膜融合法人工脂质体4.基因治疗受体载体转移法受体载体转移法4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移受体载体转移法4.基因治疗同源重组法同源重组法（homologousrecombination）将外源性的目的基因定位导入受体细胞的染色体将外源性的目的基因定位导入受体细胞的染色体上，通过与该座位的同源序列交换，使外源性上，通过与该座位的同源序列交换，使外源性DNA片段取代原位点上的缺陷基因，达到修复缺陷基因片段取代原位点上的缺陷基因，达到修复缺陷基因的目的。的目的。4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移同源重组法（homologous recombinationXbaIXbaIBstI11.1kbXbaIBstIneo13.1kbBstIneoXbaIBstIXbaIBstIXbaI16.5kb7.7kb4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移同源重组法同源重组法（homologousrecombination）Xba IXba IBst I11.1 kbXba 病毒介导转移法病毒介导转移法以病毒为载体，将外源性目的基因通过基因以病毒为载体，将外源性目的基因通过基因重组技术，组装到病毒载体上，并使重组病毒感重组技术，组装到病毒载体上，并使重组病毒感染受体宿主细胞，完成基因转移。染受体宿主细胞，完成基因转移。4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移病毒介导转移法以病毒为载体，将外源性目的基因通过基因重组技术逆转录病毒（逆转录病毒（retrovirus）J优点优点能高效转染宿主细胞，转染率可达能高效转染宿主细胞，转染率可达100宿主范围广泛宿主范围广泛可转染大量细胞并长期停留，病毒基因和可转染大量细胞并长期停留，病毒基因和所载的外源基因都能表达所载的外源基因都能表达4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移逆转录病毒（retrovirus）优点能高效转染宿主细胞，缺点缺点病毒容量有限（病毒容量有限（7kb）随机插入随机插入有致癌作用有致癌作用4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移逆转录病毒（逆转录病毒（retrovirus）缺点病毒容量有限（7 kb）4.基因治疗逆转录病毒（r小鼠白血病病毒（小鼠白血病病毒（Mo-MLV）5 LTRLTR3 U3 R U5U3 R U5gagpolenvExogenousgene4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移逆转录病毒（逆转录病毒（retrovirus）小鼠白血病病毒（Mo-MLV）5 LTR 逆转录病毒载体的包装逆转录病毒载体的包装4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移逆转录病毒（逆转录病毒（retrovirus）逆转录病毒载体的包装4.基因治疗逆转录病毒（retrov腺病毒（腺病毒（Adenovirus,AV）J优点优点宿主范围广；插入宿主范围广；插入DNA片段较长片段较长病毒颗粒稳定，易于浓缩和纯化病毒颗粒稳定，易于浓缩和纯化不整合，减少插入突变的潜在危险不整合，减少插入突变的潜在危险4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移腺病毒（Adenovirus,AV）优点宿主范围广；插入缺缺点点需反复给药需反复给药具有免疫原性具有免疫原性4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.1.目的基因的转移目的基因的转移腺病毒（腺病毒（Adenovirus,AV）缺点需反复给药4.基因治疗腺病毒（Adenovirus4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.2.靶细胞的选择靶细胞的选择4.基因治疗易于取材易于取材便于体外培养便于体外培养便于进行遗传技术操作便于进行遗传技术操作安全回输安全回输4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.2.靶细胞的选择靶细胞的选择易于取材便于体外培养4.基因治疗骨髓干细胞骨髓干细胞外周血淋巴细胞外周血淋巴细胞皮肤成纤维细胞皮肤成纤维细胞4.基因治疗基因治疗4.2.转移的方法转移的方法4.2.2.靶细胞的选择靶细胞的选择骨髓干细胞4.基因治疗应用应用DNA和和RNA的碱基互补可形成同源或的碱基互补可形成同源或异源双链的原理，人工合成反义异源双链的原理，人工合成反义RNA(或或DNA)，和，和mRNA互补，使其灭活，阻止其翻译成蛋白互补，使其灭活，阻止其翻译成蛋白质，达到治疗疾病的目的。质，达到治疗疾病的目的。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.1.反义寡核苷酸技术反义寡核苷酸技术应用DNA和RNA的碱基互补可形成同源或异源双链的原理，人工DNAmRNAAntisenseRNA4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.1.反义寡核苷酸技术反义寡核苷酸技术DNAmRNAAntisense RNA4.基因治疗反义反义RNA表达载体表达载体反义反义RNA(或或DNA)的体外显微注射的体外显微注射用脂质体运送反义用脂质体运送反义RNA其它方法：其它方法：CaCl2法；细胞打孔法；逆转录病法；细胞打孔法；逆转录病毒介导毒介导4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.1.反义寡核苷酸技术反义寡核苷酸技术反义RNA表达载体4.基因治疗自自杀杀基基因因（suicidegene）所所编编码码的的酶酶可可将将一一种种无无害害的的药药物物（前前药药物物）转转化化成成有有毒毒性性的的底底物，使细胞物，使细胞DNA不能复制而死亡。不能复制而死亡。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法自杀基因（suicide gene）所编码的酶可将一种无害的单纯疱疹病毒胸腺嘧啶激酶（单纯疱疹病毒胸腺嘧啶激酶（HSV1TK）4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法单纯疱疹病毒胸腺嘧啶激酶（HSV1TK）4.基因治疗4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法4.基因治疗 4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法4.基因治疗旁观者效应旁观者效应（by-standereffect）由前药物转变的毒性物质向四周扩散并杀死由前药物转变的毒性物质向四周扩散并杀死周围肿瘤细胞的现象。周围肿瘤细胞的现象。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法旁观者效应（by-stander effect）由前药物转变4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法旁观者效应旁观者效应（by-standereffect）4.基因治疗旁观者效应（by-stander effec 4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.2.“自杀基因自杀基因”疗法疗法旁观者效应旁观者效应（by-standereffect）4.利利用用基基因因重重组组技技术术，将将已已被被克克隆隆的的多多抗抗药药性性（MDR）基基因因导导入入造造血血干干细细胞胞，使使其其衍衍生生的的白白细细胞胞对对化化疗疗药药物物的的耐耐受受性性增增强强，从从而而加加大大化化疗疗药药物物剂剂量量或或延延长长化化疗疗药药物物使使用用时时间间达达到到治治疗疗肿肿瘤瘤的的目的目的。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.3.多抗药基因疗法多抗药基因疗法利用基因重组技术，将已被克隆的多抗药性（MDR）基因导入造血4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.3.多抗药基因疗法多抗药基因疗法4.基因治疗 4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.3.多抗药基因疗法多抗药基因疗法基因替代疗法基因替代疗法野野生生型型抑抑癌癌基基因因的的失失活活和和肿肿瘤瘤的的发发生生密密切切相相关关，将将野野生生型型抑抑癌癌基基因因导导入入肿肿瘤瘤细细胞胞，替替代代和和补补偿偿有有缺缺陷陷的的抑抑癌癌基基因因，以以抑抑制制肿肿瘤瘤的的生生长长或或逆逆转转其表型。其表型。4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.4.抑癌基因疗法抑癌基因疗法基因替代疗法野生型抑癌基因的失活和肿瘤的发生密切相关，将野生基因替代疗法基因替代疗法4.基因治疗基因治疗4.3.基因治疗的方法基因治疗的方法4.3.4.抑癌基因疗法抑癌基因疗法基因替代疗法4.基因治疗ADA缺缺乏乏症症为为AR致致死死性性疾疾病病，患患者者由由于于腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶（ADA）缺缺乏乏，导导致致脱脱氨氨腺腺苷苷酸酸增增多多，改改变变甲甲基基化化能能力力，产产生生毒毒性性效效应应，使使淋淋巴巴细胞受损，机体可出现反复感染等症状。细胞受损，机体可出现反复感染等症状。4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.1.ADA缺乏症缺乏症ADA缺乏症为AR致死性疾病，患者由于腺苷酸脱氨酶（ADA）FrenchAnderson(NIH)September14,1990Retrovirus(Mo-MLV)ADA4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.1.ADA缺乏症缺乏症French Anderson(NIH)SeptemberAshantideSilvaInjectionsrepeated7timesinfirst10.5monthsADA:1%25%4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.1.ADA缺乏症缺乏症Ashanti de SilvaInjections repXR，患者凝血因子，患者凝血因子缺乏缺乏因子基因定位在因子基因定位在Xq26.3-q27.2临临床床表表现现：易易出出血血，凝凝血血时时间间长长，轻轻伤伤、小小手术后常出血不止手术后常出血不止发病率为发病率为1/300004.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.2.乙型血友病乙型血友病XR，患者凝血因子缺乏4.基因治疗薛京伦（复旦大学）薛京伦（复旦大学）1991，逆转录病毒，逆转录病毒F4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.2.乙型血友病乙型血友病薛京伦（复旦大学）1991，逆转录病毒LTRFSV40ne2003，rAAV2-hF.IXz重组重组AAV-2人凝血因子人凝血因子注射液注射液4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.2.乙型血友病乙型血友病薛京伦（复旦大学）薛京伦（复旦大学）1991，逆转录病毒，逆转录病毒2003，rAAV2-hF.IX重组AAV-2人凝血因子注细胞因子细胞因子19841987，淋巴激活的杀伤细胞，淋巴激活的杀伤细胞(LAK)1986，肿瘤浸润淋巴细胞，肿瘤浸润淋巴细胞(TIL)结合结合IL-21991，肿瘤坏死因子，肿瘤坏死因子(TNF)治疗黑色素瘤治疗黑色素瘤4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.3.肿瘤的基因治疗肿瘤的基因治疗细胞因子19841987，淋巴激活的杀伤细胞(LAK)19“自杀基因自杀基因”1992，HSV-TK和和GCV4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.3.肿瘤的基因治疗肿瘤的基因治疗“自杀基因”1992，HSV-TK 和 GCV4.基因治pRB，p53，p16，p21，p27肿瘤抑制基因肿瘤抑制基因4.基因治疗基因治疗4.4.基因治疗的临床应用基因治疗的临床应用4.4.3.肿瘤的基因治疗肿瘤的基因治疗pRB，p53，p16，p21，p27肿瘤抑制基因4.基导入基因的持续表达导入基因的持续表达导入基因的高效表达导入基因的高效表达安全性问题安全性问题JesseGelsinger:18yr-oldfromArizona,diedon9/17/1999,4dayaftergenetransferinPennOTCDtrial.4.基因治疗基因治疗4.5.基因治疗存在的问题及解决方法基因治疗存在的问题及解决方法导入基因的持续表达Jesse Gelsinger:18 y药物治疗和饮食控制疗法的原则药物治疗和饮食控制疗法的原则基因治疗的概念基因治疗的概念目的基因转移的方法目的基因转移的方法基因治疗的应用基因治疗的应用本章节重点、难点本章节重点、难点药物治疗和饮食控制疗法的原则本章节重点、难点