方永有 劉莉 高麗華 劉敏

辯證看待目前基因治療高血壓的優(yōu)勢(shì)與不足

方永有 劉莉 高麗華 劉敏

高血壓；基因治療；載體

Hypertension；Gene therapy；Vector

高血壓是一種常見的多因素與多基因慢性疾病，根治高血壓一直是廣大醫(yī)學(xué)研究者和患者的夢(mèng)想。隨著基因組計(jì)劃的完成及近幾年分子生物學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展，特別是高血壓靶基因的界定和載體構(gòu)建方面取得的重大進(jìn)步，基因治療高血壓已經(jīng)被動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明是完全可行的一種生物療法。由于任何一種藥物和療法都有它的“優(yōu)勢(shì)、不足”兩面性，高血壓基因治療自然也不例外，所以我們也應(yīng)該辯證地看待。

1 優(yōu)勢(shì)之處

1.1 長(zhǎng)久性 目前傳統(tǒng)的降血壓藥物必須每天服藥，而基因治療通過“正義和反義兩種基因策略”直接作用于與高血壓相關(guān)的靶基因，單次劑量注射就能夠長(zhǎng)久控制甚至根治高血壓[1]。

正義基因治療的舒血管基因包括心房肽、激肽釋放酶、腎上腺髓質(zhì)素和一氧化氮合成酶基因等[2]。Lin等已經(jīng)成功用裸DNA或病毒載體將這些舒血管基因轉(zhuǎn)入各種高血壓大鼠模型，結(jié)果舒血管基因在各種高血壓大鼠上都顯示了良好的降壓效應(yīng)，血壓可下降21～41 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），持續(xù)時(shí)間可達(dá) 1～12 周[3-5]。

反義基因治療即通過導(dǎo)入特異反義核苷酸序列與靶DNA以堿基互補(bǔ)配對(duì)原則結(jié)合，在其轉(zhuǎn)錄及翻譯水平上阻斷相應(yīng)產(chǎn)物合成，并加速靶mRNA在細(xì)胞內(nèi)的降解[6]。目前所用的反義基因寡核苷酸主要是針對(duì)血管緊張素原、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶、血管緊張素Ⅱ受體1、β1腎上腺素能受體等的mRNA。不同高血壓動(dòng)物模型單次靜脈或組織注射反義基因，結(jié)果也能長(zhǎng)時(shí)間降低血壓，降壓幅度20～45 mm Hg，持續(xù)時(shí)間1周到數(shù)周不等[7-13]。

1.2 預(yù)防和逆轉(zhuǎn)病理變化 Reaves等[14]將含有反義AT1受體基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體心內(nèi)注射5天齡的自發(fā)性高血壓大鼠（SHR），阻止了高血壓的發(fā)生和發(fā)展，發(fā)揮了長(zhǎng)期的抗高血壓效應(yīng)并持續(xù)了SHR的整個(gè)生活期。同樣研究基因治療后SHR的子1代和2代的病理、生理及形態(tài)學(xué)指標(biāo)后，發(fā)現(xiàn)兩代都較未治療組有明顯差異；腎血管活性、心臟纖維化的程度、鈣離子膜電位、血管的形態(tài)學(xué)改變等都有明顯的改善，提示應(yīng)用反義AT1受體基因治療早期干預(yù)幼年及成年SHR，能阻止SHR及其后代高血壓的發(fā)生及進(jìn)展。梁遠(yuǎn)紅等將陽離子脂質(zhì)體介導(dǎo)的β1受體反義寡核苷酸單次靜脈注入兩腎一夾高血壓大鼠模型，結(jié)果血壓下降維持達(dá)4周的同時(shí)，還能顯著逆轉(zhuǎn)左室肥大、纖維化、心肌細(xì)胞凋亡等高血壓導(dǎo)致的病理變化，而達(dá)到改善左室功能及保護(hù)靶器官的作用[15，16]。基因治療高血壓除了長(zhǎng)久維持降壓作用和逆轉(zhuǎn)靶器官受損外，還具有副作用輕微和不改變機(jī)體正常生理狀態(tài)的特點(diǎn)。

不同的高血壓模型，不同的基因載體和導(dǎo)入方法，在不同高血壓相關(guān)基因被阻斷后出現(xiàn)的效果雖有所差異，但是它們?cè)谡w效果和持續(xù)時(shí)間方面卻大致相同，即基因治療可以連續(xù)、穩(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間地降低血壓且不引起明顯的毒副作用。

2 不足之處

雖然目前高血壓基因治療較傳統(tǒng)藥物治療具有更大的優(yōu)勢(shì)，但也有它的不足和局限之處。

首先，將治療基因成功轉(zhuǎn)入體內(nèi)的絕大部分載體是脂質(zhì)體和病毒，而載體的安全性在基因治療中尤為重要。脂質(zhì)體即使可攜帶較大的DNA分子，能轉(zhuǎn)染較多的細(xì)胞類型，免疫原性和毒性均很低，但是體內(nèi)轉(zhuǎn)染效率和維持時(shí)間不是很理想。病毒轉(zhuǎn)染特異性較強(qiáng)和維持時(shí)間較長(zhǎng)，然而它有可能在復(fù)制過程中增加活性病毒的拷貝；而且多數(shù)病毒載體有很高的再結(jié)合傾向，當(dāng)外源基因與宿主DNA整合時(shí)，新基因可能異位，被結(jié)合進(jìn)宿主染色體而產(chǎn)生致病源性病毒；轉(zhuǎn)入的基因還可能“過分表達(dá)”，產(chǎn)生新的危害，如轉(zhuǎn)入的新基因引發(fā)炎癥或免疫反應(yīng)；也存在外來基因擅自進(jìn)入生殖細(xì)胞（精子或卵子）而產(chǎn)生遺傳變異的微小概率[17]。

再者，幾乎目前所有的實(shí)驗(yàn)都是在動(dòng)物高血壓模型和體外細(xì)胞上進(jìn)行的，雖然實(shí)驗(yàn)還沒發(fā)現(xiàn)基因突變及其他毒性事件的發(fā)生，但人體和動(dòng)物的內(nèi)環(huán)境差別很大，基因調(diào)控和病理變化更復(fù)雜，即使動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明是安全可行，臨床試驗(yàn)也不一定為安全可靠，甚至可能造成嚴(yán)重的事故，這種例子臨床試驗(yàn)曾經(jīng)發(fā)生很多。

第三，事物變化發(fā)展是內(nèi)因和外因共同起作用的結(jié)果，內(nèi)因是事物變化發(fā)展的根據(jù)，外因是事物變化發(fā)展的條件，外因通過內(nèi)因起作用。研究證實(shí)人類高血壓的發(fā)生和發(fā)展也不例外，主要是由內(nèi)因-基因和外因-環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。即人體與高血壓相關(guān)的單一基因或多個(gè)基因發(fā)生突變后，再在環(huán)境因素的作用下導(dǎo)致高血壓的發(fā)生。目前基因治療高血壓的所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)都是針對(duì)單一基因問題而進(jìn)行的治療，忽略了外因-環(huán)境因素的作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果固然很理想。人體是一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)的整體，機(jī)體內(nèi)的各種生理調(diào)控比其他動(dòng)物更復(fù)雜，所以只針對(duì)單獨(dú)某一種基因而進(jìn)行局部治療，治療結(jié)果可能不理想。

3 揚(yáng)“長(zhǎng)”避“短”

矛盾存在于一切事物中，是事物自身包含的既對(duì)立又統(tǒng)一的關(guān)系?；蛑委煾哐獕阂〉酶M(jìn)一步的突破并應(yīng)用于臨床，必須要善于全面分析現(xiàn)存的矛盾并“揚(yáng)長(zhǎng)避短”解決目前存在的矛盾和問題。

3.1 高血壓合適靶基因的界定 高血壓是多基因異常疾病，不同個(gè)體發(fā)病的主要或始動(dòng)基因也不盡相同，只有明確發(fā)病的關(guān)鍵基因和相關(guān)基因，才有可能從分子水平準(zhǔn)確診斷和治療。合適靶基因的界定是高血壓治療的前提，因此建立一套完善的致病基因篩選系統(tǒng)至關(guān)重要。芯片技術(shù)是促進(jìn)疾病基因治療的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，我們可以利用它來明確不同個(gè)體的致病基因，達(dá)到有效治療高血壓的目的。

3.2 高血壓理想載體的構(gòu)建 無論是脂質(zhì)體，還是目前所用的病毒載體，都不符合理想基因載體的要求。所以只有開發(fā)出新型載體或改造、完善目前的病毒載體，才能使基因治療高血壓更安全有效。新型載體必須是一種易構(gòu)建、可攜帶基因容量大、可感染組織細(xì)胞范圍廣、無致病性、無免疫原性、無隨機(jī)插入轉(zhuǎn)染細(xì)胞基因組危險(xiǎn)的載體。高血壓病毒載體改造后必須滿足以下要求[18]：①載體病毒本身應(yīng)是復(fù)制缺陷病毒，不能傳播到其他組織或其他組織感染；人為重新設(shè)計(jì)達(dá)到無致病性、無致炎性和免疫原性；不能整合入細(xì)胞基因組，不能隨機(jī)插入造成細(xì)胞基因突變；必須有能力攜帶足夠的特定基因拷貝數(shù)并導(dǎo)入轉(zhuǎn)染細(xì)胞。②載體必須能夠被目標(biāo)組織有效攝?。晦D(zhuǎn)染非分裂細(xì)胞的能力較強(qiáng)；病毒載體只有能夠高效地感染目標(biāo)細(xì)胞，才能發(fā)揮生物作用。③在實(shí)際應(yīng)用中，病毒載體能夠比較容易地調(diào)控和生產(chǎn)；在其調(diào)控序列中，能夠有效地整合轉(zhuǎn)染基因；重組DNA能夠有效地被病毒外殼蛋白所包埋。

3.3 基因轉(zhuǎn)移和調(diào)控系統(tǒng)的改進(jìn) 目前實(shí)驗(yàn)多采用將重組外源基因注入靶目標(biāo)細(xì)胞或組織的直接辦法和導(dǎo)入載體而回輸體內(nèi)的間接方法，但均不如傳統(tǒng)降壓藥的口服方式更易被患者接受。因此，建立安全、有效、方便的基因?qū)敕椒ê烷L(zhǎng)期有效的、可以隨意開啟和關(guān)閉的啟動(dòng)子，不僅是精確調(diào)控轉(zhuǎn)移基因表達(dá)程度及治療反應(yīng)的關(guān)鍵，還是阻止不可預(yù)見副作用的必要組分。雖然目前可以得到大量的常規(guī)基因表達(dá)系統(tǒng)，但是它們的作用在基因治療高血壓研究中仍有待于評(píng)估。

3.4 安全性分析指標(biāo)的建立 現(xiàn)在基因治療高血壓使用的各種基因轉(zhuǎn)導(dǎo)載體，理論上已經(jīng)去除了致病部分，但在安全性上仍存在一些潛在問題，特別是易整合到宿主基因組的病毒載體，是否影響鄰近基因？細(xì)胞毒性作用如何？等等。這些均需要安全性分析指標(biāo)來檢測(cè)和評(píng)估[19]。

隨著分子生物學(xué)和分子病理學(xué)理論與技術(shù)的發(fā)展，及基因治療整體水平的不斷提高，人們將會(huì)發(fā)現(xiàn)高血壓更多的靶基因，構(gòu)建出更加合理的基因載體，創(chuàng)建出更加巧妙的基因?qū)敕椒ā?/p>

4 結(jié)語

事物發(fā)展的總趨勢(shì)是前進(jìn)的，而發(fā)展的道路則是迂回曲折的，在前進(jìn)中有曲折，在曲折中有前進(jìn)，是一切新事物發(fā)展的必經(jīng)途徑。高血壓基因治療雖然已經(jīng)取得令人矚目的成就，但總體上仍不夠理想，距離廣泛應(yīng)用于臨床這一既定目標(biāo)還很遠(yuǎn)，需要實(shí)踐-認(rèn)識(shí)-再實(shí)踐的反復(fù)探索。隨著基因治療關(guān)鍵技術(shù)的不斷改進(jìn)和突破，基因治療高血壓將會(huì)變成現(xiàn)實(shí)，根治高血壓將不再是一個(gè)華而不實(shí)的夢(mèng)。

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稿件撰寫要求（三）

⑼計(jì)量單位 實(shí)行國(guó)務(wù)院1984年2月頒布的《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》，并以單位符號(hào)表示，具體使用參照2001年人民軍醫(yī)出版社出版、中華醫(yī)學(xué)會(huì)編輯出版部編輯的《法定計(jì)量單位在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用》（第三版）。單位符號(hào)可以與非物理量的單位（如：人、臺(tái)、次等）的漢字構(gòu)成組合形式的單位，如：次/min。組合單位符號(hào)中表示相除的斜線多于1條時(shí)應(yīng)采用負(fù)數(shù)冪的形式表示，如ng/kg/min應(yīng)采用ng·kg－1·min－1的形式。量的符號(hào)一律用斜體字。根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局和衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)出的質(zhì)技監(jiān)局量函［1998］126號(hào)文件精神，血壓計(jì)量單位恢復(fù)使用毫米汞柱（mm Hg），但在文中首次出現(xiàn)時(shí)應(yīng)注明mm Hg與千帕斯卡（kPa）的換算系數(shù)（1 mm Hg＝0.133 kPa）；如血壓數(shù)據(jù)只出現(xiàn)在圖（表）中，也應(yīng)在先出現(xiàn)的圖或表的注釋中注明換算系數(shù)。

436000 湖北省，鄂州市中心醫(yī)院

方永有，E-maile:fangyongyou2013@163.com

10.3969/j.issn.1672－5301.2014.03.022

R544.1

A

1672-5301（2014）03-0265－03

2013-12-23）