惡性腫瘤嚴重危害人類的生命健康,,當(dāng)傳統(tǒng)的治療方法如手術(shù),、化療、放療等,,對很多中晚期腫瘤患者束手無策時,,生物治療就成為必需的手段?;蛑委熂雌渲兄?,它是將基因通過載體轉(zhuǎn)入患者體內(nèi),從而達到治療和預(yù)防疾病的目的,。
雖然腫瘤的基因治療在整個基因治療的臨床方案中占63%以上,,但迄今為止在臨床上仍無重大突破,。這是由于基因治療缺乏靶向性,基因的轉(zhuǎn)染率和表達量都很低,。同樣用病毒治療惡性腫瘤也成為研究的熱點,,如腺病毒ONYX-015、CV706,,雖然也取得了某些進展,,也沒有重大突破,其原因是病毒治療雖有靶向性,,轉(zhuǎn)染率也不低,,但殺傷率較小。為此,,我們提出癌癥的靶向基因-病毒治療策略,,即以溶瘤病毒作為基因的表達載體(所謂溶瘤病毒即病毒只特異性地在腫瘤中復(fù)制而在正常細胞中不復(fù)制),將溶瘤病毒治療與基因治療各自的優(yōu)勢相結(jié)合,。其療效既比單用基因治療好,,也比單用病毒治療好,是今后基因治療與病毒治療的新趨勢,。目前,,圍繞此策略開展的一系列研究工作,正在不斷深入之中,。
■癌癥的靶向基因-病毒治療
這一策略的基本方法是:將腫瘤特異性增殖病毒(溶瘤病毒)作為載體,,在其中插入抗癌基因。我們使用的是經(jīng)過改造的腺病毒載體,,它可特異性地導(dǎo)向腫瘤,,本身就有一點治療作用,而且可特異性地在腫瘤中復(fù)制數(shù)百至數(shù)千倍,,使所攜帶的基因也能特異性地在腫瘤中增殖數(shù)百至數(shù)千倍,。
腫瘤的靶向基因―病毒治療,要求病毒載體本身能特異地在腫瘤細胞內(nèi)復(fù)制,,從而靶向地殺死腫瘤細胞,。我們的ZD55(將腺病毒E1B區(qū)刪除55Kda基因而成)及Ad.TERT(用人的端粒酶的逆轉(zhuǎn)錄酶hTERT啟動子取代腺病毒E1A基因自身的啟動子構(gòu)建而成)系統(tǒng)即如此,如在其中再加入各種抗癌基因,,就構(gòu)建成ZD55-基因及Ad.TERT-基因,。ZD55-基因及Ad.TERT-基因在正常細胞中比在腫瘤細胞中的復(fù)制能力顯著升高,而在正常細胞,,如MRC5,、WI-38t等,則復(fù)制能力下降很多,。腫瘤的基因―病毒治療另一優(yōu)點是其所攜帶的外源基因的表達量能隨病毒的復(fù)制和增殖而大大提高,。實驗結(jié)果顯示,,我們構(gòu)建的ZD55-IL-24抗癌能力比美國已進入臨床Ⅱ期的基因治療產(chǎn)品Ad-IL-24要高100多倍。
在ZD55及Ad.TERT系統(tǒng)中可加入很多抗癌基因,。腫瘤抑制基因有p53,、Rb、HCCS1(肝癌),、LFIRE(肝癌),、PinX1(肝癌)、LKB1(肺癌),、TSCL1(肺癌),、Cyld、PTEN(多種癌癥),、RASSFIA(肺癌、肝癌),、MnSOD等,;細胞凋亡誘導(dǎo)基因有IL-24、TRAIL,、Smac,、Caspase3等;免疫調(diào)節(jié)因子有GM-CSF,、IL-2,、IL-12、CD40L,、MIP-3a,、IP-10、IL-24等,;血管生成抑制因子有K5,、PEDF、SFLK1,、sFlt-1,、VEGI、endostatin,、Angeostatin,、IL-24等;自殺基因有tk,、cd等,;抗過氧自由基離子的基因有MnSOD;針對不同凋亡抑制蛋白(IAP)的有X-IAP,、C-IAP1,、CIAP2,、Survivin and Bruce等不同的RNAi。
■癌癥的靶向雙基因-病毒治療
采用上述靶向基因―病毒治療策略,,雖然在個別情況下也能觀察到移植腫瘤被全部消滅的情況,,但還不能將所有治療小鼠的移植腫瘤全部消滅。為此,,我們又提出雙基因―病毒治療策略,,即在靶向載體ZD55或Ad.TERT上分別插入兩個基因后,兩個基因可能具有協(xié)同效應(yīng)或互補作用,,這樣可加強其抗癌功能,。過去也有人用雙基因進行癌癥治療,但未能全部消除實驗動物的腫瘤,,這是因為過去未用癌癥靶向載體之故,,也未選擇好兩個有協(xié)同效應(yīng)或互補作用的適當(dāng)基因。
我們使用了ZD55-Trail與Ad-K5相結(jié)合,,把SW620誘導(dǎo)的nude鼠移植腸癌全部消滅,。這是因為Trail能誘導(dǎo)SW620的凋亡,而K5能抑制腫瘤新生血管的生成,,兩個基因從兩個不同方面互補攻擊腫瘤,,故能把所有小鼠長到了100立方毫米的移植腫瘤全部消滅。我們也選用了ZD55-Trail與ZD55-Smac相結(jié)合,,結(jié)果治療組中所有小鼠皮下由Bel7404誘導(dǎo)的移植肝癌全部被殺滅,。肝癌(HCC)對Trail不敏感,因為肝癌中含有較高抑制凋亡的蛋白質(zhì)(IAP),,故Trail較難啟動肝癌細胞的凋亡,。而Smac能消除IAP的作用,故Smac能使Trail對肝癌產(chǎn)生較好的凋亡作用,;而Trail作用后又能誘導(dǎo)Smac的產(chǎn)生,,故兩者有協(xié)同效應(yīng),共同殺傷腫瘤,,甚至把腫瘤全部消滅,。
我們現(xiàn)在已將ZD55-IL-24及ZD55-Trail進行生產(chǎn)性開發(fā),兩者聯(lián)合應(yīng)用可消滅nude鼠身上的很多移植性腫瘤,。我們還可能要開發(fā)ZD55-MnSOD或ZD55-K5,。
■癌癥的個性化治療
癌癥個性化治療的基礎(chǔ)是癌癥的雙特異性靶向調(diào)控病毒-雙基因治療。一個好的腫瘤靶向載體系統(tǒng),,應(yīng)具有靶向遍布患者全身腫瘤細胞的能力,,同時對正常細胞又沒有毒性。細胞和動物實驗表明,ZD55及Ad.TERT載體有很好的腫瘤靶向性,,對正常細胞及實驗動物的毒性很小,,但腫瘤特異性雙靶向調(diào)控病毒載體還要更好一些,更安全有效,。
在此思路的基礎(chǔ)上,,最后我們完成了癌癥的個性化治療策略,即不同的癌癥采用不同癌癥的雙特異性靶向調(diào)控病毒―雙基因治療策略,。它有三個特點:一是構(gòu)建雙特異性靶向調(diào)控的病毒載體,,如用hTERT控制腺病毒的E1A,用AFP控制腺病毒的E1B,,則構(gòu)成Ad-hTERT-E1A-AFP-E1B,,簡稱Ad-hTERT-AFP載體;二是利用特異性啟動子,,啟動特異性抑癌基因的表達,,如肝癌,我們用AFP(肝癌特異啟動子)啟動肝癌特異性抑制基因HCCS1(或LFIRE)的表達,,如在Ad-hTERT-AFP載體上,,加入肝癌特異性抑癌基因HCCS1(或LFIRE),則構(gòu)成Ad-hTERT-AFP-HCCS1(或LFIRE),,它只在nudemice中將移植性肝癌基本上全部消滅,而不會或很少進入或傷害正常肝細胞及肝硬化細胞,;三是利用我們上述雙基因有互補性或協(xié)同效應(yīng)的概念,,即在上述Ad-hTERT-AFP-HCCS1(或LFIRE)還不能殺滅全部肝癌瘤塊時,另用抗癌能力很強的基因IL-24或Trail,,構(gòu)建成Ad-hTERT-AFP-IL-24(Trail),,后者與Ad-hTERT-AFP-HCCS1(或LFIRE)聯(lián)合使用,就能完全消滅肝癌腫塊,。同樣原理,,將腸癌特異性抑制基因ST13與CEA啟動子相結(jié)合,再聯(lián)合IL-24或Trail,,也可將移植性腸癌全部消滅,。由此推斷,利用此策略可消滅移植性前列腺癌,、肺癌……有可能消滅大部分移植性癌癥,,將來可能設(shè)計出針對很多人的癌癥個性化治療產(chǎn)品。目前,,我們正在申請專利,,并將加快進行研究。
■劉新垣院士簡介
劉新垣,男,,分子生物學(xué)家,。1927年11月生于湖南省衡東縣,1952年南開大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)后,,分配在河北醫(yī)學(xué)院工作,,1957年至2000年在中科院上海生化所,2000年至今工作于合并的中科院生化與細胞所,,2004年擔(dān)任浙江理工大學(xué)生科院新元醫(yī)學(xué)與生物技術(shù)研究所所長以及浙江省基因治療研究中心主任,。共發(fā)表論文340多篇,編有《劉新垣論文集》10冊,。共獲各種獎勵40多項,,除1991年獲國家突出貢獻獎、2000年獲香港何梁何利獎以外,,其他大多數(shù)為科技成就獎,。1991年當(dāng)選中國科學(xué)院院士,1992年當(dāng)選烏克蘭科學(xué)院外籍院士,,2001年當(dāng)選第三世界科學(xué)院院士,。
癌癥的靶向基因-病毒治療研究是他目前的主要工作,也是他提出的癌癥治療新策略,。