消化系统疾病的基因诊断和治疗

消化系统疾病的基因诊断和治疗

王颖

王颖(保定市南市区杨庄乡卫生院河北保定071000)

【摘要】基因治疗作为一门新兴的学科得到非常迅速的发展，已在遗传性疾病、肿瘤、感染性疾病等治疗上取得了突破性的进展，已被批准的基因方案有例以上。基因治疗尚存在许多理论和技术上的问题，但基因治疗必将成为消化系疾病治疗的重要组成部分。

【关键词】消化系统；基因诊断；治疗

【中图分类号】R57【文献标识码】C【文章编号】1008-6455（2010）11-0186-011

基因诊断技术及应用

基因诊断是以基因型为基本，因而可在疾病未出现症状前，及至胚胎时期便可明确诊断。传统基因诊断时常应用基因探针技术和聚合酶金链反应（PCR）技术检测相关基因的核苷酸序列。基因探针技术包括斑点杂交、Southern印迹法、Northern印迹法、原位杂交竺，其中以Southern印迹法最为常用，但这些技术操作复杂、自动化程序低，对洗繁的基因筛选几乎是无能为力的。基因芯片技术的旌为疾病的基因诊断提供了新的解决方案。基因芯片（genechip），也称基因微矩阵（microarray），是在玻璃、硅待载体上有序地、高密度地（目前点与点之间的距离小于500um）排列，以固定大量的靶基因片段（也称分子探针）。样品核酸分子经过标记，与固定在载体上的DNA阵列中的点同时进行杂交，杂交信息通过计算机进行集约化和平行处理，获得信息量的效率是传统生物学技术无法比拟的，可以同时研究成千上万个基因地某种生理和病理条件下的表达变化，为疾病的基因诊断提供了一个强有力的工具。

消化系统恶性肿瘤是一类多基因异常疾病，在肿瘤发病的不同阶段，可相应的基因异常，一直为基因诊断研究的热点。与已明确胰腺癌最常见的基因异常是K-ras基因12密码子的点突变，食管癌、胃癌、结肠癌、肝癌的P53突变率达50%-60%，胃癌中CD44异常表达几近100%，结肠癌中K-ras点突变也达80%。基因芯片为癌相关基因大规模筛查提供了可能，目前国内外已有学者应用基因芯片技术对食管癌、肝癌、结直肠癌和胰腺癌等组织或体外细胞株进行基因表达谱的研究，成功地发现了涉及细胞生长周期、细胞内信号传递、炎症反应和细胞因子等上百条表达上调或下调的基因，并结合基因导入的方法，开展了关键基因的功能研究，如：Lu等应用cDNA芯片筛查了正常黏膜组织、轻度不典型增生、中度不典型增生、原位癌（CIS）和鳞状细胞癌等5个级别食管病变组织细胞基因表达谱的改变，通过聚类分析发现了一批与食管癌的基因草图，构建人结直肠癌、正常结肠黏膜和结肠癌转移灶的基因表达情况。可以设想：应用基因技术分析肿瘤不同阶段基因表达谱的改变，找出与恶性肿瘤发生发展、生物学特征、治疗敏感性及不同预后有关的基因，重新组合、设计制作成用于恶性肿瘤早期诊断、疾病特征分析和预后判断的工具芯片，理论上是完全可行的。虽然基因消化系统肿瘤的基因诊断中刚刚起步，但已显示出广阔的应用前景。

除对肿瘤的诊断外，基因诊断还应用到消化系多个方面。炎症性肠（ZnflammatoryBowelDisease，ZBD）因在我国的发病呈显著上升趋势而得到越来越多的关注，IBD病因至今不清，种族发病差异较大，近年来在欧美和澳大利亚进行了疾病候选基因的研究和筛查，已成功定位了疾病相关连锁区，主要有16、12、6、14和5号染色体，已分别命为IBD1-5，并发现了NOD2基因，NOD2基因产物为细菌组分的细胞内受体，由此证明了IBD与天然免疫之间的重要联系。

2基因治疗方法与应用

基因治疗是指将新的遗传物质（治病基因）转入由于基因缺陷而致病的细胞或组织中，以纠正疾病细胞的表型，达到治疗疾病目的的一类治疗方法。用于基因治疗的基因转移方法分两大类：一类为病毒载体，包括应用逆转录前病毒载体、腺病毒载体、腺相关病毒载体、单纯疱疹病毒载体、痘苗病毒等。近年来，又探索将慢病毒家庭中的人免疫缺陷病毒（HIV）经改造作为载体。第二类基因转移方法为非病毒法，包括阳离子脂质体转染法、裸DNA直接注射法、磷酸钙沉淀法、微粒子轰击法（基因枪）、微注射法、受体介导法等。

目前，一个新基因治疗系统-EC-CD/5-FC（大肠杆菌胞嘧啶脱氨酶、5-氟胞嘧啶）系统正日益受到高度关注。胞嘧啶脱氨酶是大肠杆菌代谢旁路中的一种酶，哺乳动物细胞中不含该酶。Ausin等于1992年首先从大肠杆菌菌株中采用传统方法提取质粒DNA，并初步构建成原核细胞中表达的CD质粒载体，由于哺乳动物细胞中不存在胞嘧啶脱氨酶，因而不能将胞嘧啶转化成尿嘧啶，更不能将5-氟胞嘧啶（5-Fluorocytosine，5-FC）转化成5-氟尿嘧啶（5-Flu-orouracil，5-FU）。但通过基因转移技术将胞嘧啶脱氨酶基因转入哺乳动物细胞，则哺乳动物细胞可将一些原来无毒性的原药（5-FC）经胞嘧啶脱氨酶转化为有细胞毒性的代谢产物（5-FU），导致细胞自杀性死亡。现已用于结肠癌、肝癌、胰腺癌等多种消化系肿瘤的研究，取得了很好的效果，但设计安全、高效、稳定、特异、可控、简便易行并可携带不同长度DNA的新载体仍是该基因治疗研究中亟待解决的问题。

RNA干扰（RNAinterference，RNAi）是由又链RNA介导的、在转录后mRNA水平关闭相应基因表达的新基因阻断技术。由于能够高效特异地掏基因表达，RNAi技术在研究基因功能、啮齿规律、信号转导机制等多个领域迅速展开。作为一项崭新的技术，RNAi在肿瘤的基因治疗方面具有非常广阔的前景，近年来RNAi已成为肿瘤基因治疗、病毒感染基因治疗的新方法。目前已证实通过RNAi抑制K-ras，Bcl-2，CDK-2,PLK-1t等肿瘤相关基因对胰腺癌、肝癌等多种消化系肿瘤的治疗有效。

基因治疗作为一门新兴的学科得到非常迅速的发展，已在遗传性疾病、肿瘤、感染性疾病等治疗上取得了突破性的进展，已被批准的基因方案有例以上。基因治疗尚存在许多理论和技术上的问题，但基因治疗必将成为消化系疾病治疗的重要组成部分。