基因工程在医学上的研究进展
基因工程在医学上的研究进展
醇王府
工作月报模板摘要：从20世纪70年代发展起来的基因工程技术在短短的30多年中得到了飞速发展，并已成为生物技术的核心技术。目前基因工程技术及其应用已进入了人类生活的各个领域，而在医学上则最为活跃，发展最为迅速。本文就基因工程在基因工程药物、基因诊断、基因治疗的研究做一综述。
关键词：基因工程基因药物基因治疗基因诊断
1．基因工程药物
基因工程药物是指利用基因工程技术研制和生产的药物，主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核苷酸药物等，它们对预防、诊断和治疗人类的肿瘤、心血管疾病、糖尿病、类风湿性疾病、各种遗传病和传染病等有重要的作用。自20世纪80年代初第一种基因工程产品—人胰岛素投放市场以来，以基因工程药物为主导的基因工程产业就已经成为全球发展最快的产业之一[1]。
1.1 基因工程激素类药物
1994年首次从牛的脑垂体中分离出生长激素，1956年又从人脑垂体中分离出生长激素，1969年人生长
山药炒胡萝卜激素的氨基酸序列被确定，终于在1985年美国食品与药物管理局批准了第一代重组人生长激素上市[1]；1982年在美国诞生了世界上第一种基因工程药物——重组人胰岛素[2]。
1.2 基因工程药物治疗肿瘤
高丽等[3]研究基因重组荞麦胰蛋白酶抑制剂(rBTI)诱导HL-60细胞凋亡的作用，结果表明来自蓼科植物的重组养麦胰蛋白酶抑制剂能够有效的抑制HL-60肿瘤细胞的生长，抑制作用呈剂量依赖性，但对正常外周血单核细胞的生长没有影响；韩明勇等[4]采用Lipofectamine2000将携带人IL广18基因的质粒pCDNA3．1-hIL-18转导入Bcap37细胞
中，并筛选出阳性克隆；李振宇等[5]制备慢病毒载体为基础的野生型及突变型单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV．TK／HSV．sr39TK)基因工程T细胞(TK+T及sr39TK+T细胞)并研究应用HSV．sr39．TK／ACV系统进行防治GVHD，以达到减轻前体药物毒性，拓宽前体药物选择范围的目的。
1.3 基因工程药物治疗病毒感染
五指山村杨延梅等[6]证明安福隆治疗慢性乙型病毒性肝炎疗效确切；胡立华等[7]观察了重组基因工程药物干扰素(IFlNa-Ib)与胸腺肽al联合治疗慢性乙型肝炎的疗效，显示联合用药的强大抗病毒活性，是目前治疗慢性乙型肝炎较为理想的方案；左冰[8]采用a一1型基因工程干扰素(rHuIF-N．a1)与无环鸟苷(AcV)联合治疗24单纯疱疹病毒性角膜炎患者，获得满意效果。
1.4 通过转基因动植物生产的基因药物
20世纪90年代初，G.Wright 等人已成功的培育出一种转基因绵羊，其乳腺能分泌抗胰蛋白酶（A TT）；1995年1月，以色列的科学家们，经过长达7年得辛勤研究，培育出转基因山羊“吉迪”，它携带有人血清蛋白基因；1998年2月，我国上海医学遗传与复旦大学遗传所获得首批与人凝血第九因子基因整合的转基因山羊，能在乳汁中分泌出有活性的能治疗血友病的人凝血第九因子；1999年8月，中国科学院动物所科研人员，在对农药产生抗性的昆虫中成功克隆出解毒酶基因。[9]
2．基因诊断
基因诊断又称DNA诊断，主要是从基因水平确定病变基因及其定位。目前已建立起多
种病变基因的诊断和治疗方法，如PCR扩增靶序列法、限制性片段长度多态性分析法（RFLP）、DNA与DNA芯片杂交病变图谱法等。
2.1 唐氏综合征产前基因诊断
D21S141l和D21S1413 STR基因座复合扩增体系可以快速、简便地进行唐氏综合征的基因诊断及产前基因诊断[10]；联合进行21号染色体上10个STR位点的基因分型，可准确、快速、简便地作出唐氏综合征的基因诊断，促唐氏综合征进产前诊断的开展，降低发病率[11]；采用酶联免疫方法测定妊娠14
～20w孕妇血清甲胎蛋白(AFP)和绒毛膜促性腺激素β亚基(β～HCG)浓度，结合孕妇年龄、孕周和体重，用计算机软件进行分析，得到每位孕妇所怀胎儿DS风险系数对筛查出胎儿唐氏综合征高风险孕妇，再利用21号染色体上的6个多态性位点对其作产前基因诊断，具有很好的应用价值[12]。
2.2 苯丙酮尿症（PKU）的基因诊断
采用STR连锁分析结合基因序列分析的方法可为经典型苯丙酮尿症家系进行快速、准确的产前基因诊断[13]；联合采用短串联重复片段(short tandem repeats,STR)多态连锁分析和聚合酶链反应技术扩增苯丙氨酸羟化酶基因突变热区外显子直接测序，对3个经典型PKU先证者及家系成员进行综合分析，结论证实联合连锁分析和苯丙氨酸羟化酶基因突变检测，可为PKU家系提供可靠的产前诊断服务[14]。
2.3 血友病的基因诊断
F9基因位于Xq26．3—27．1，全长34kb，有8个外显子和7个内含子。导致HB的基因缺陷类型十分繁多，且无明显突变热点。对于未知突变的检测，目前国外多采用CSGE 和dHPLC检测，而我们采用直接基因测序与间接遗传连锁分析相结合的方法：多重荧光PCR 法联合6个STR位点(DXSll92、DXSl211、DXS8094、DXS8013、DXSl227、DXSl02)作遗传连锁分析。联合应用这些位点诊断率可达到99．99％，其中DXSl02位点国内外应用较多，其余位点则均为我们在人类基因库中寻找出的与F
Ⅸ紧密相关的STR位点[15]。Kogen等[16]于1987年，首先了用PCR进行甲型血友病的基因诊断。
3．基因治疗
基因治疗是指将正常的外源基因通过基因转移技术插入患者特定的靶细胞中，取代患者受体细胞中的缺陷基因，最终达到纠正或补偿因基因缺陷或异常而引起的疾病。
3.1 基因工程治疗胰腺癌
Konner et al[17]在临床前动物模型中已证实VEGF-Trap能有效抑制肿瘤生长和血管形成, 导致肿瘤几乎完全无血供的状态；腺病毒ONYX-015是E1B(55 kDa)基因缺失的腺病毒, 而E1B基因与肿瘤抑制蛋白P53结合, 能阻断P53介导的转录活性, 目前已经用于治疗胰腺癌[18]； Carrere et al[19]进行了体内实验, 利用PEI将SST2转染至鼠胰腺癌移植瘤中, 发现体内转染SST2后可以导致瘤内微血管密度明显下降, VEGF表达显著下调, 并且强烈抑制胰腺癌的生长, 故认为VEGF和肿瘤的血管化作用是SST2介导的抗胰腺癌的新靶点；韩旭 et al[20]分别用整合素αV、β3及αVβ3反义基因治疗大鼠胰腺癌, 发现其可明显抑制大鼠胰腺癌组织的血管生长, 可促进肿瘤细胞的凋亡, 进而影响肿瘤生长, 联合应用整合素αVβ
3对肿瘤的生长抑制作用更为显著。
3.2基因工程治疗糖尿病
近年来，人们进一步拓展思路2000年， Lee[21]构建了一种能够表达单链胰岛素类似物的基因。这种单链胰岛素类似物是将E 肽由一段7 个氨基酸的短肽替代，直接连接C，D 两链，省去了传统的加工程序。这种单链胰岛素类似物的作用要明显强于胰岛素原，与人胰岛素的作用相近，能有效降低糖尿病大鼠的血糖达14天。这种基因构建的成功，为替代基因治疗糖尿病又增添了新内容。
葡萄糖激酶（GK）是肝细胞和胰岛β细胞中葡萄糖代谢途径中的第一个关键酶。动物实验证实，突变性葡萄糖激酶基因可增加葡萄糖诱导的胰岛素分泌，利用机体的自身机制来调节血糖，从根本上来治疗糖尿病。
4.展望
进年来，基因工程技术在医学方面发展迅速，为人类带来了巨大的经济效益和社会效益。日渐受到越来越多人们的关注。在这一过程中，基因工程发挥极大的作用。由于基因工程技术具有大量生产、应用临床、深入研究、扩大应用、改造不足等优点，将会在医学领域发挥更大的作用。让我们期待基因工程技术，乃至生物工程，为我们社会创造更多的财富。
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责令整改通知书
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