囊性纤维化的基因治疗研究进展
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囊性纤维化的基因治疗研究进展
CF是一种白种人中最常见的致死性常染色体隐性遗传病
，发病率以西欧、北欧及北美人群为高，约占活产婴儿的1/2000，在一些人群中甚至可以达到1/500，致病基因携带者高 CF患者因全身外分泌腺细胞分泌的黏液不能被及时清除，引起阻塞和感染，从而诱发各种临床表现：①慢性阻塞性肺部疾患，最终可因呼吸衰竭而死亡；②消化道受累，胰腺导管阻塞导致胰腺外分泌功能不全，少数胎儿还伴有肠梗阻；③汗腺受累，汗液中C1－
、Na+
浓度增高，甚至出现脱水性休克；④绝大多数男性患者输精管异常。CF患者中，98％死于肺部感染，其次为月于硬化、糖尿病等。
1985年，华裔科学家徐立致等运用连锁分析将CF位点精确定位于7号染色体长臂3区1～2带；1987年，徐立致等得到了CF致病基因的克隆，该基因编码一种穿膜导电调节蛋白(CFTR)。CFTR基因的克隆为CF基因治疗奠定了基础。目前CF是遗传病中基因治疗研究的热点，居遗传病临床试验方案的首位，达到18项以上。常以呼吸道上皮作为靶细胞开展基因治疗。第一个CF基因治疗方案于1993年4月16日得到终审许可，次日1名23岁的男性CF晚期患者成为接受CFTR基因治疗的第一人。
1994年9月报道了这个临床试验的初步结果，连同后来的7名患者。像几个其他I期临床试验一样，该试验将腺病毒CFTR载体(AdCFTR)滴人鼻腔上皮和上部气道。患者在施用AdCFTR前后严格隔离，以尽量减少周围环境中病原菌的感染和防止将AdCFTR载体扩展到其他人。
在接受治疗期间，轻刮鼻腔和支气管以收集细胞样品，提取DNA后，检测CFTR基因。结果表明，即使用量相当低，腺病毒也能把CFTR基因转移至鼻腔上皮和支气管上皮。在最高剂量时，有一名患者有短暂低热，这可能是对病毒载体的免疫反应。其余的受试者都没有出现问题。鉴于发生过上述免疫反应，对计划中或进行中的所有其他临床试验对象的用药剂量都立即适当下调。由于是I期临床试验，没有对疾病治疗效果进行评估。
在随后的其他研究小组进行的I期临床试验中，患者的免疫反应似乎更加明显。在滴过病毒载体的鼻腔上皮处，有大量白细胞渗出。患者对腺病毒蛋白的免疫应答也许本身不会造成严重危害，因为病毒载体是复制缺陷的，病毒不足以导致严重的炎症反应。腺病毒基因组以附加体形式存在于宿主细胞内，病毒蛋白的合成是暂时性的。但是，就因为这种相对短暂的效应，要求多次重复导人载体才能使CFTR蛋白在上皮细胞中长期表达。病毒的重复使用，也会加快免疫应答的速度和效率，以对付每次用于感染的新病毒。此外，体内的免疫系统还会清除导人病毒表达正常CFTR的细胞。因此，腺病毒用于长期的基因治疗(对CF和任何其他疾病)还必须克服免疫学问题。
为了更详尽了解可能存在的免疫问题，承担CF基因治疗初期临床试验的小组又获得RAC和FDA批准进行第二轮临床试验，其中包括重复使用病毒载体的试验。1995年2月第一批患者进入这一试验。为了减少病毒载体的用量，基因治疗小组人员重新构建了新的CFTR基因表达载体。同时，还从病毒中除去了更多的病毒功能非必要基因，以期降低免疫反应。与最初的I期临床试验一样，对于治疗效果不作监测，主要解决是否有足够的CFTR基因引入到足够的上皮细胞内，以及在免疫系统开始干扰载体之前载体是否已开始发挥作用。
鉴于腺病毒作为基因转移载体的免疫问题日趋明显，显然不是CF基因治疗理想的载体，几个跨国临床研究小组开始试验用脂质体作CFTR基因转移的载体。初期临床试验限定脂质体作用于鼻腔上皮，因为容易从这个部位采取细胞样本，以测定CFTR基因是否转入到上皮细胞、是否表达有功能的CFTR蛋白。研究结果表明，脂质体对患者组织本身不造成危害，不引起明显的免疫应答。这项研究包括15名CF男性患者，他们具有同样的基因缺陷。其中9名患者接受的脂质体中含CFTR基因，6名患者接受空白脂质体作为对照。脂质体混悬液直接滴在鼻腔上皮上。4天以后对滴人部位进行活检，检测CFTR基因存在与否和白细胞渗出情况。接受基因治疗的患者中除1名外都发现有基因表达，白细胞渗出极少。接受治疗的患者其鼻腔组织Na+、C1-的运载能力不同程度恢复，其中一例CFTR蛋白的功能水平是健康人的20％。这个结果令人鼓舞。但是，CFTR功能恢复是短暂的，几天内达到高峰，l周后消失，因此，重复治疗是必要的，延长CFTR在人体内的表达时间是迫切需要解决的问题。
尽管早期临床试验中CFTR基因表达很短暂，或许对患者症状的改善意义不大。但是脂质体首次在基因治疗中使用，证明了脂质体确实能够用来运载基因抵达气道组织，且脂质体能够避开病毒性载体所产生的某些问题。目前正在努力提高脂质体的运载效率。
