基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的現(xiàn)狀和展望

劉成業(yè), 李　鋼

(解放軍總醫(yī)院海南分院 神經(jīng)外科, 海南 三亞, 572000)

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基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的現(xiàn)狀和展望

劉成業(yè), 李鋼

(解放軍總醫(yī)院海南分院 神經(jīng)外科, 海南 三亞, 572000)

關(guān)鍵詞:基因治療; 神經(jīng)膠質(zhì)瘤; 惡性腫瘤

神經(jīng)膠質(zhì)瘤是最常見(jiàn)的顱內(nèi)惡性腫瘤。該腫瘤呈侵襲性生長(zhǎng)，傳統(tǒng)的治療方式如手術(shù)、放療和化療的長(zhǎng)期治療效果不理想，患者2年生存率約為3%[1]。本文對(duì)基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1基因治療的現(xiàn)狀

基因治療是指將外源基因?qū)氚屑?xì)胞或者組織，以糾正或補(bǔ)償基因缺陷和異常，以達(dá)到治療目的的措施和技術(shù)[2]。目前，基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤可以分為自殺基因治療、免疫調(diào)節(jié)基因治療、抑癌基因治療、基于溶瘤病毒的基因治療、抗血管生成基因治療、RNA干擾技術(shù)等[3-4]。

1.1自殺基因治療

自殺基因治療是根據(jù)不同的前體藥物，通過(guò)導(dǎo)入相應(yīng)的基因，編碼相應(yīng)的酶，將前體藥物轉(zhuǎn)化為有細(xì)胞毒性的活性化合物，達(dá)到治療目的。傳統(tǒng)的兩種方案是1型單純皰疹病毒胸苷激酶(HSV1-TK)/更昔洛韋(GCV)和胞嘧啶脫氧酶(CD)/5氟胞嘧啶(5-FC)[5-6]，分別將GCV和5-FC轉(zhuǎn)化為更昔洛韋三磷酸鹽(GCV 3-P)和5氟尿嘧啶(5-FU)。Li等[7]研究了HSV1-TK的突變體HSV1-sr39TK和HSV1-TK對(duì)膠質(zhì)瘤的治療效果，結(jié)果顯示HSV1-sr39TK對(duì)C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞具有更好的體內(nèi)和體外治療效果。Stedt等[8]為了解決HSV1-TK的酶活力低和GCV的疏油性等缺點(diǎn)。番茄胸苷激酶/疊氮胸苷(ToTK/AZT)替代傳統(tǒng)的HSV1-TK/GCV治療方法，經(jīng)過(guò)體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示ToTK/AZT可以明顯抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，但是該研究和HSV1-TK/GCV進(jìn)行比較無(wú)顯著差異。Wang等[9]研究了一種光化學(xué)內(nèi)化(PCI)替代病毒載體的基因治療方法，該方法以AlPcS2a為光敏劑，670 nm激光照射，PCI介導(dǎo)CD基因或者同時(shí)介導(dǎo)CD基因和UPRT基因轉(zhuǎn)染，結(jié)果表明這種方法可以明顯抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)，以AlPcS2a介導(dǎo)的PCI可以很好地轉(zhuǎn)染腫瘤自殺基因如CD基因，并且CD基因和UPRT基因均表現(xiàn)出顯著的旁觀者效應(yīng)。雖然自殺基因治療已經(jīng)研究很廣泛，但是單純依靠自殺基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤仍然缺乏明確的治療效果。自殺基因治療和一些化學(xué)療法協(xié)同治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤引起了該治療領(lǐng)域的廣泛興趣[10]。

1.2免疫基因治療

免疫基因治療是通過(guò)轉(zhuǎn)染某些細(xì)胞因子基因或共刺激分子基因進(jìn)入腫瘤細(xì)胞或體細(xì)胞，使其在體內(nèi)表達(dá)刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)癌細(xì)胞的攻擊能力，增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫原性，增強(qiáng)淋巴細(xì)胞殺傷腫瘤細(xì)胞的能力[11]。最常用的細(xì)胞因子有IL-2、IL-4、IL-12、IFN-β、IFN-γ，以及單核巨噬細(xì)胞集落刺激因子等[12]。研究[13]表明，MHCI的失表達(dá)和細(xì)胞因子、表面蛋白的過(guò)度表達(dá)，均能促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和髓性抑制細(xì)胞的積累，但是卻損害了CTL的增殖和功能。Uemae等[14]研究證明了趨化因子CXCL12可以調(diào)節(jié)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖。Motaln等[15]則研究了CCL2/MCP-1對(duì)膠質(zhì)瘤的免疫調(diào)節(jié)作用，結(jié)果表明CCL2/MCP-1可以通過(guò)免疫因子的調(diào)節(jié)，有效抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的遷移。自體腫瘤疫苗[16]是免疫基因治療膠質(zhì)瘤的一個(gè)有效策略，但由于疫苗的制備時(shí)間較長(zhǎng)，超出了患者的生存期，該策略在臨床的應(yīng)用前景并不樂(lè)觀。

1.3抑癌基因治療

抑癌基因?qū)τ谧柚鼓[瘤的形成具有重要的作用，在膠質(zhì)瘤患者中，所有患者至少有一種抑癌基因發(fā)生突變或者刪除而失去抑制腫瘤生長(zhǎng)的活性，這些基因表達(dá)p53、細(xì)胞周期素抑制劑、ICAT、miRNAs等。p53的研究已經(jīng)屢見(jiàn)不鮮[17]。近年來(lái)，miRAN的研究成為國(guó)內(nèi)外研究基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的熱點(diǎn)。Tumilson等[18]研究發(fā)現(xiàn)，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了33種表達(dá)上調(diào)的miRNA和40種表達(dá)下調(diào)的miRNA。除此之外，又發(fā)現(xiàn)了18種新的miRNA和16種新型miRNA-3p。

MGMT 基因甲基化是影響替莫唑胺治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的重要原因。Tezcan等[19]據(jù)此分析了20例神經(jīng)膠質(zhì)瘤患者的腫瘤組織中9種和神經(jīng)膠質(zhì)瘤相關(guān)的miRNA的表達(dá)情況，結(jié)果表明CSC(+)腫瘤中miR-181b低表達(dá)和miR-455-3p高表達(dá)，這一發(fā)現(xiàn)或許為治療CSC(+)膠質(zhì)瘤提供了治療依據(jù)。Zhang等[20]研究了miR-124-3p在U87和C6膠質(zhì)瘤細(xì)胞中抑制其增殖的作用，結(jié)果表明miR-124-3p具有很好的抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞增殖的作用，這個(gè)發(fā)現(xiàn)為臨床利用miRNA治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤提供了新的策略。Qian等[21]研究了miR-1224-5p的高表達(dá)對(duì)膠質(zhì)瘤的抑制作用，結(jié)果表明miR-1224-5p的高表達(dá)可以有效抑制腫瘤的增殖、擴(kuò)散和侵襲。MicroRNA-145被證明可以抑制多種腫瘤，Wan等[22]研究了microRNA-145作用機(jī)制，結(jié)果表明microRNA-145可以通過(guò)靶蛋白R(shí)OCK1作用抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞的侵襲，首次證明ROCK1是microRNA-145的靶蛋白的報(bào)道。此外，miR-7、miR-124、miR-136、miR-181、miR-431、miR-566等[23-29]均可以抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤的增殖、侵襲等。Zhang等[30]研究了抑癌基因表達(dá)產(chǎn)物ICAT對(duì)膠質(zhì)瘤的影響，結(jié)果表明ICAT是良好的膠質(zhì)瘤抑制劑，對(duì)于臨床治療膠質(zhì)瘤提供了新的靶點(diǎn)。

1.4基于溶瘤病毒的基因治療

基于溶瘤病毒的病毒療法是治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的一種有效策略，病毒不僅可以作為治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤相關(guān)基因的良好載體，病毒本身也是治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的一種治療方法。目前，研究最多的溶瘤病毒有腺病毒和HSV1，二者均被發(fā)現(xiàn)有溶解細(xì)胞作用[31-32]。Friedman等[33]研究了嵌合HCMV/HSV1病毒治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的效果，取得了一定的結(jié)果。Abraham等[34]則研究了基孔肯雅病毒作為溶瘤病毒治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的效果，結(jié)果表明該病毒是治療高侵襲性神經(jīng)膠質(zhì)瘤的良好溶瘤病毒候選。除此之外，還有許多病毒已經(jīng)開(kāi)始用于溶瘤治療，如新城疫病毒、呼腸孤病毒、麻疹病毒等[35-37]。

1.5抗血管生成的基因治療

抗腫瘤血管生成基因治療策略是對(duì)腫瘤血管調(diào)控因子及其作用環(huán)節(jié)進(jìn)行干預(yù)，從基因水平抑制血管生成因子的表達(dá)，促進(jìn)抗血管生成因子的表達(dá)，阻斷血管內(nèi)皮因子的受體，誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡。進(jìn)行抗血管生成基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤，需要選擇好血管生成相關(guān)的靶基因以及抑制血管生成的相關(guān)靶基因。目前常用的血管生成相關(guān)靶基因有血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)[38]、纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)[39]、白介素-8[40]等，常用的抗血管生成的相關(guān)靶基因[41]包括腦血管生成抑制劑、血管抑素、內(nèi)皮抑素、血小板反應(yīng)蛋白、白介素-12等?？寡苌苫蛑委熞蕾?lài)相關(guān)載體，常用的載體有病毒載體和非病毒載體，無(wú)論選用何種載體，都應(yīng)該能保持持久的基因表達(dá)，同時(shí)降低宿主對(duì)載體病毒的免疫作用。

1.6RNA干擾技術(shù)

RNA干擾技術(shù)是指通過(guò)抑制癌基因的過(guò)度表達(dá)及控制生長(zhǎng)因子的產(chǎn)生，以達(dá)到控制和治療腫瘤的目的。RNA干擾技術(shù)為基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤提供了新的思路，近年來(lái)取得了許多進(jìn)展。An等[42]研究了iNGR修飾的RNAi納米粒子用于治療膠質(zhì)瘤的效果，結(jié)果表明該技術(shù)是未來(lái)治療膠質(zhì)瘤安全有效的治療方法。Zhong等[43]通過(guò)RNAi技術(shù)敲低LRG1，研究了其在體內(nèi)和體外抑制膠質(zhì)瘤和促進(jìn)其凋亡的作用，結(jié)果表明該策略為臨床治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤提供了潛在的價(jià)值。Zhou等[44]則研究了通過(guò)RNA干擾技術(shù)敲低CDC2的表達(dá)，聯(lián)合替莫唑胺治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的效果。結(jié)果表明，該方法可以明顯抑制腫瘤細(xì)胞的增殖，并誘導(dǎo)其凋亡，下調(diào)CDC2的表達(dá)，改善化療藥物耐受，為臨床基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤提供了一個(gè)新思路。

2基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的展望

一些I期臨床實(shí)驗(yàn)[45]結(jié)果表明，基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤是安全有效的，但在II期和III期臨床實(shí)驗(yàn)則均以失敗告終。與傳統(tǒng)的治療方法比較，單一的基因治療的效果是有限的，但是基因治療聯(lián)合其他治療方式是治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的發(fā)展方向?；蛑委熡羞M(jìn)一步研究和發(fā)展的空間，可以通過(guò)更加有效和特異的設(shè)計(jì)增加治療效果，綜合智能化的設(shè)計(jì)，選擇更加合適的載體，相信這些改進(jìn)可以改善基因治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤的效果?；蛑委煹年P(guān)鍵是選擇合適的基因治療策略，確定好基因后，選擇合適的載體。病毒載體應(yīng)該選擇基因表達(dá)持久、宿主免疫反應(yīng)弱者，非病毒載體則應(yīng)選擇更加有效、穩(wěn)定者[46]。

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收稿日期:2016-01-05

中圖分類(lèi)號(hào):R 730.264

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1672-2353(2016)13-229-04

DOI:10.7619/jcmp.201613093