基因治疗的历史发展过程

基因治疗是近年来肿瘤生物治疗研究的最新进展之一，其发展和临床应用研究进展非常快。虽然基因治疗临床应用的研究历史还相当短，但该技术的科学基础却是既深远又广阔，最早可追溯到20世纪20年代。1928年，英国微生物学家Griffith发现，非致病性肺炎球菌（R型）可转变为致病性肺炎球菌（S型）；1944年，美国的Avery证实，DNA是遗传物质，肺炎球菌由R型向S型的转变是由于DNA的转移引起的；1953年，英国的Waston和Crick提出了著名的DNA双螺旋结构模型，从此分子生物学开始进入一个蓬勃发展的时期。大量的科学发现如遗传密码的破译、基因活性调控机制的揭示、遗传信息流动中心法则的阐明、DNA重组技术的发明应用及癌基因和抑癌基因的发现等，为基因治疗的成功奠定了坚实的理论基础和技术基础。这期间有两项技术的发展对基因治疗产生了直接的和关键性的影响：既基因转移技术和基因克隆技术。1968年，Sambrook等发现，SV40和多瘤病毒等DNA肿瘤病毒可整合至宿主细胞基因组并随之传代，这项发现使得外源基因病毒载体的构建成为可能。Rogers等甚至试图用野生型Shope乳头瘤病毒治疗2例女性高精氨酸血症病人，期望病毒基因组所含的精氨酸酶（arginase）基因可整合到患者细胞而产生疗效，但并未看到预期的结果。以后，各种体内外基因转移技术相继问世，其中尤以磷酸钙共沉淀法和反转录病毒载体基因转移技术对基因治疗技术发展的影响最大。前者促成了人类第一次基因治疗尝试，而后者则是人类首次成功的基因治疗的关键技术之一。另一方面，在20世纪70～80年代，基因克隆分离和鉴定技术也取得了突破性进展。1976年，Maniatis等首次分离和鉴定了β-珠蛋白基因，以后随着基因定位克隆战略的完善和一些新技术如减数杂交技术、PCR技术的应用，人类各种有关疾病相关基因的分离速度也大大加快，使得基因治疗目的基因的选择范围扩大，从而使基因治疗的途径和病种也逐渐增加。

人类疾病首次基因治疗尝试始于1980年，美国的Cline等用磷酸钙共沉淀法将β-珠蛋白基因转染地中海贫血人的骨髓细胞，再回输给病人，但疗效不够理想。由于此项研究的体外和动物实验研究并不充分，也未经有关当局的批准，而是在国外进行的，故Cline的研究和其本人均遭到了各界的广泛批评，而人类基因治疗尝试也从一开始就进入了低潮。但随着20世纪80年代生物医学和分子生物学技术的迅猛发展，新的疾病相关基因不断被克隆，各种有关疾病的体内外实验模型相继建立。尤其是反转录病毒结构和生活周期的阐明及各种反转录病毒载体的构建和改进，对人类基因治疗的成功实施产生了直接的影响。1989年5月，Rosenberg和Kasid等用基因标记技术（gene marking）成功证实了携带外源基因的反转录病毒载体在人体应用的安全性及可行性；1990年9月14日，Anderson等进行了首次成功的人类疾病的基因治疗，用反转录病毒载体携带腺苷脱氨酶（adenosine deaminase，ADA）cDNA治疗由ADA缺乏所致的重症联合免疫缺陷症（SCID）；1991年2月，NCI的外科医生Rosenberg进行了人类首次肿瘤基因治疗尝试，用整合TNF基因的反转录病毒载体转染的肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）治疗黑色素瘤病人。从此以后，人类基因治疗进入了一个快速发展时期。从20世纪80年代初提出肿瘤的基因治疗方案，到90年代初进入临床试验，人们对肿瘤的基因治疗寄以很高的期望。截至2000年12月，已有270多个肿瘤基因治疗方案进入临床试验。