遗传性代谢病的基因治疗

遗传性疾病的理想治疗应该是用正常基因替换突变基因，以取得根治，这就是基因治疗。现已能成功地把基因导入哺乳动物细胞，并得到表达。但要使导入的基因能准确地整合到特定染色体的位点，使其转录、翻译和调控等与正常无异，则还没有得到解决。用正常基因替换突变基因，目前也还不可能。
基因的导入 将基因导入真核细胞的方法有多种，如染色体介导的基因转移，DNA介导的基因转移，特定DNA片段及载体介导的基因转移。也有用微量注射法。
1. 染色体介导的基因转移(CMGT):滞留在有丝分裂中期的细胞经低渗处理后，收集释出的中期染色体，经纯化，即可用以转化其他哺乳动物细胞。若与HGPRT(次黄嘌呤、鸟嘌呤磷酸核糖转移酶)或TK（胸腺嘧啶激酶）缺陷的小鼠细胞共同孵育，再用HAT(次黄嘌呤-氨喋呤-胸腺嘧啶核苷)体系选择培基筛选，平均10⁷个细胞中就可有一个细胞，其酶缺陷能得到纠正，说明有关的基因已进入该细胞，得到表达。但常常不能发现进入受体的染色体或其片段。经纯化的染色体，通过密度梯度离心，可将染色体按大小分类收集，或通过流式分离器将不同大小的染色体分开。如此可以更有针对性地进行CMGT。
经转化的细胞可以是稳定的，即能代代保有供体的基因，也可以是不稳定的。后者在解除选择的培养基中(即普通培养基而不是HAT培基)生长时，很快就丢失导入的基因。前者必已将有关基因整入其基因组，因此能代代相传，虽然实验证明，整入的部位不是恒定的，更不一定是在受体细胞的相应基因位点。
2. DNA介导的基因转移： 可以用供体细胞的高分子量DNA，代替上述方法中的染色体进行基因转移。受体细胞经磷酸钙处理后，DNA就更易于进入。
3. 特定DNA片段介导的基因转移：用限制酶将基因组DNA酶解为大小不等的片段，回收含某基因的特定片段， 以进行基因转移。 如用Bam HI酶解单纯疱疹病毒Ⅰ型的DNA，可获得含TK基因的3.4kb片段，可用以转化TK-的小鼠细胞使成为TK+细胞。但有如CMGT，整入的部位可以很多，而不是恒定的。
4. 载体介导的基因转移：可以用病毒或质粒作为载体进行基因转移。含基因片段的重组SV40为最常用的载体，因为SV40可以感染多种哺乳动物细胞。已克隆进SV40的基因包括λ噬菌体基因，大肠杆菌的半乳糖操纵子，哺乳动物的珠蛋白基因等。但SV40介导的原核细胞基因在猴肾细胞中不能得到表达，而真核细胞的基因，如兔及小鼠β珠蛋白基因，则能被转录、翻译，产生β珠蛋白。这说明猴肾细胞的RNA切接与多聚腺苷酸加尾机制，同样适用于兔和小鼠的基因转录产物。也有用改建的反转录病毒作为载体，但不论SV40或反转录病毒，它们的潜在致瘤性仍有待解决。
5. 微量注射法：已制造出微量注射器，可将含目的基因的微量DNA直接注射到细胞核内，注入的基因可被整入受体细胞的基因组。受体可以是离体的干细胞 （如骨髓干细胞）或受精卵。转化了的干细胞在输回机体时，若能占明显优势而取代原来的细胞系，就可能纠正机体的缺陷。若将转化了的受精卵植入假孕小鼠的子宫内，可以发育成具有目的基因的个体，且可稳定地传给后代，因为这种个体的生殖细胞也具有目的基因。
基因治疗的尝试 迄今，大部分DNA转化工作是在体外培养的细胞中进行的。用于机体的尝试，在某些动物中也取得一定的成功，在人中尚无成功的例子。
1. 体细胞的转化；已成功地将单纯疱疹病毒TK基因导入小鼠骨髓干细胞。将转化了的干细胞输入经X线照射的小鼠（以杀死受体骨髓干细胞），发现输入的干细胞能有效地取代原来的骨髓细胞而存在。
2. 受精卵的转化：在几个实验室中，曾将兔或人的β珠蛋白基因微量注射入小鼠受精卵。出生的小鼠，其基因组DNA中含有β珠蛋白基因的序列。在有的尝试中，β珠蛋白基因根本不能得到表达。有的虽能得到表达，但有表达的细胞为脑、肌肉和睾丸细胞，不具正常的组织特异性，原因不明。
最轰动的例子是将大鼠或人的生长激素基因注射入小鼠的受精卵，出生的小鼠中，多达三分之一比对照鼠大，甚至大1倍。
总之，基因治疗已提到议事日程上。显然只有体细胞的转化方法适用于人。目前虽已在实验动物中取得一定成功，但只限于外源基因的导入或表达，还不能做到用正常基因替换致病基因。在导入外源基因时，如何使之整入特定染色体的相应位点上，因而能得到正确的调控是有待解决的关键问题。不然可能产生灾难性的后果。众所周知，一些原癌基因就是由于易位到一个强启动子的附近，而成为癌基因的。此外在一些遗传疾病中，很可能找不到合适的干细胞。如影响神经系统的遗传病，由于成年人的神经细胞不再增殖，就不易找到适用的干细胞。由于环境因素常在多基因遗传病中起显著的作用，基因治疗在这种遗传病中也难取得明显的疗效。因此基因治疗将来即使成为现实，可能也只是在有限的几种遗传病中才有可能。