1．基因治疗定义

基因治疗是运用重组DNA技术，将基因材料导入靶细胞，以替代或补偿缺陷基因的功能，或抑制基因的过度表达，从而达到治疗疾病的目的。这种基因材料可以是基因，基因替代物或cDNA、RNA、小的基因片段等。。

2．基因治疗的策略

①基因修复：利用人工核酸酶在突变位点处进行切割，以外源正常DNA链为模板，通过同源重组修复机制，对核酸酶造成的断裂进行修复，得到正常的基因序列。

②基因替换：导入正常基因取代突变基因，表达正常的基因产物，行使该基因的正常功能。

③基因增强：导入目的基因，其表达产物可以补偿或增强细胞的缺陷功能。

④基因抑制：导入外源基因来抑制有害基因的表达，如向肿瘤细胞中导入肿瘤抑制基因。或者利用反义技术达到这一目的，常用的有反义核酸技术、核酶技术和RNA干扰技术等。

⑤自杀基因：某些病毒或细菌的基因导入靶细胞后，其表达的酶可催化无毒的药物前体转变为细胞毒物质，从而导致携带该基因的受体细胞被杀死，此类基因称为自杀基因。

⑥免疫调节：将抗体、抗原或细胞因子的基因导入细胞，改变患者免疫状态，达到预防和治疗疾病的目的。例如CAR-T技术，肿瘤的一种过继性免疫疗法。

3．基因治疗的途径

①生殖细胞为的基因治疗：将正常基因转移到患者的生殖细胞（精细胞、卵细胞）纠正遗传缺陷，使其发育成正常个体，而且还能将新的正常基因传给下一代，从而使遗传病得到根治。

②体细胞基因治疗：采用将基因转移到基因组上的随机座位，只要该基因能有效地表达出其产物，便可达到治疗的目的。

4．基因治疗的常用技术

    （1）基因转移技术：是指将外源基因安全有效地转移到靶细胞内，这是基因治疗的首要关键步骤。目前常用的基因转移方法大致有以下几种：物理介导、化学介导、载体介导。

（2）基因编辑技术：基因编辑就是通过对细胞基因组中目的基因的一段核苷酸序列甚至是单个核苷酸进行替换、切除，增加或者是插入外源的DNA序列，使之产生可遗传的改变。具有高效、可控和定向操作的特点。基因编辑技术向前可追溯到同源重组方法，基于同源重组的基因编辑被称为基因打靶或基因靶向技术，该方法的一个主要局限在于重组频率低。第一代具有普遍适用性的基因编辑技术是锌指核酸酶(Zinc Finger Nuclease， ZFN)。第二代基因编辑技术是转录激活子样效应因子核酸酶 TALEN (TranscriptionActivation Like Effector Nuclease)。第三代基因编辑技术是规律间隔成簇短回文重复序列(Clustered RegularlyInterspaced Short  Palindromic Repeats， CRISPR) 。

（3）RNA干扰技术：是指双链RNA（dsRNA）在细胞内特异性诱导与之同源的mRNA降解或翻译抑制，从而关闭相应基因表达，属于转录后基因沉默机制（Posttranscriptionalgene silencing， PTGS）。

5．基因治疗的条件

  ①已知疾病的分子缺陷，确定所涉及的基因或疾病的生化基础。 ②了解疾病的病理生理学机制，确保基因操作可以准确纠正表型异常。③明确了解目的基因及其表达产物。④治疗基因（therapy gene）或正常基因得到克隆。⑤有合适的靶细胞，能安全高效的导入基因并有效调节其表达。⑥基因治疗的安全性得到动物试验和临床前研究的证实。⑦与其他治疗方法相比，基因治疗具有更有利的风险—效益比。

6．基因治疗的临床运用

1990 年美国进行了第一例人类体细胞基因治疗。治疗实验是把ADA基因引入一名腺苷酸脱氨酶(ADA) 缺乏症患儿体内的白细胞，成功地替换了她体内不能产生腺苷酸脱氨酶的缺陷基因。迄今已有387 个方案进入临床试验，病例数目达到3278 个，其中美国占299个方案，病例68个，欧洲各国占方案68个，病例529个，中国占方案2个，病例14个。基因治疗实施的几个例子：

①血友病B：先用携带人F Ⅸ因子cDNA 的逆转录病毒载体(HBSF - FⅨ)转染血友病B患者皮肤成纤维细胞，并用胶原包埋细胞直接注射到血友病B患者的皮下。

②帕金森病：将特定基因片段通过载体直接送入患者脑部特定部位，其表达后产生特定的酶，可增加内、外源性左旋多巴的利用。美国Voyager Therapeutics公司的VY-AADC01疗法就是其中之一。试验中利用腺相关病毒（AAV）将AADC基因直接递送至多巴胺受体所在的壳核神经元，从而绕过黑质神经元，使壳核神经元表达AADC酶。AADC是芳香族L-氨基酸脱羧酶，在大脑中将左旋多巴转变为多巴胺。

③X连锁严重联合免疫缺陷病：分别抽取骨髓30～150 mL ，分离CD34+骨髓HSCs，用携带有正常IL-2RG基因的重组缺陷性莫洛尼鼠类白血病病毒(Moloney murine leukemia virus， Mo-MLV) 作为载体转染CD34+ HSCs ，进行自体HSCs 移植。。

④腺苷脱氨酶缺乏严重联合免疫缺陷病：用携带有ADA2 cDNA的逆转录病毒(Mo2MLV)载体转染外周血淋巴细胞。

扩展：

以下2个视频资料来自科学出版社案例版《医学遗传学》第3版教材的二维码内容。