基因治療神經膠質瘤的現狀和展望

劉成業, 李　鋼

(解放軍總醫院海南分院 神經外科, 海南 三亞, 572000)

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基因治療神經膠質瘤的現狀和展望

劉成業, 李鋼

(解放軍總醫院海南分院 神經外科, 海南 三亞, 572000)

關鍵詞:基因治療; 神經膠質瘤; 惡性腫瘤

神經膠質瘤是最常見的顱內惡性腫瘤。該腫瘤呈侵襲性生長，傳統的治療方式如手術、放療和化療的長期治療效果不理想，患者2年生存率約為3%[1]。本文對基因治療神經膠質瘤的現狀進行綜述。

1基因治療的現狀

基因治療是指將外源基因導入靶細胞或者組織，以糾正或補償基因缺陷和異常，以達到治療目的的措施和技術[2]。目前，基因治療神經膠質瘤可以分為自殺基因治療、免疫調節基因治療、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干擾技術等[3-4]。

1.1自殺基因治療

自殺基因治療是根據不同的前體藥物，通過導入相應的基因，編碼相應的酶，將前體藥物轉化為有細胞毒性的活性化合物，達到治療目的。傳統的兩種方案是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對膠質瘤的治療效果，結果顯示HSV1-sr39TK對C6膠質瘤細胞具有更好的體內和體外治療效果。Stedt等[8]為了解決HSV1-TK的酶活力低和GCV的疏油性等缺點。番茄胸苷激酶/疊氮胸苷(ToTK/AZT)替代傳統的HSV1-TK/GCV治療方法，經過體內和體外實驗，結果顯示ToTK/AZT可以明顯抑制腫瘤細胞的生長，但是該研究和HSV1-TK/GCV進行比較無顯著差異。Wang等[9]研究了一種光化學內化(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CD基因或者同時介導CD基因和UPRT基因轉染，結果表明這種方法可以明顯抑制腫瘤細胞的生長，以AlPcS2a介導的PCI可以很好地轉染腫瘤自殺基因如CD基因，并且CD基因和UPRT基因均表現出顯著的旁觀者效應。雖然自殺基因治療已經研究很廣泛，但是單純依靠自殺基因治療神經膠質瘤仍然缺乏明確的治療效果。自殺基因治療和一些化學療法協同治療神經膠質瘤引起了該治療領域的廣泛興趣[10]。

1.2免疫基因治療

免疫基因治療是通過轉染某些細胞因子基因或共刺激分子基因進入腫瘤細胞或體細胞，使其在體內表達刺激機體免疫系統對癌細胞的攻擊能力，增強腫瘤細胞的免疫原性，增強淋巴細胞殺傷腫瘤細胞的能力[11]。最常用的細胞因子有IL-2、IL-4、IL-12、IFN-β、IFN-γ，以及單核巨噬細胞集落刺激因子等[12]。研究[13]表明，MHCI的失表達和細胞因子、表面蛋白的過度表達，均能促進調節性T細胞和髓性抑制細胞的積累，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可以調節膠質瘤細胞的增殖。Motaln等[15]則研究了CCL2/MCP-1對膠質瘤的免疫調節作用，結果表明CCL2/MCP-1可以通過免疫因子的調節，有效抑制膠質瘤細胞的遷移。自體腫瘤疫苗[16]是免疫基因治療膠質瘤的一個有效策略，但由于疫苗的制備時間較長，超出了患者的生存期，該策略在臨床的應用前景并不樂觀。

1.3抑癌基因治療

抑癌基因對于阻止腫瘤的形成具有重要的作用，在膠質瘤患者中，所有患者至少有一種抑癌基因發生突變或者刪除而失去抑制腫瘤生長的活性，這些基因表達p53、細胞周期素抑制劑、ICAT、miRNAs等。p53的研究已經屢見不鮮[17]。近年來，miRAN的研究成為國內外研究基因治療神經膠質瘤的熱點。Tumilson等[18]研究發現，目前已經發現了33種表達上調的miRNA和40種表達下調的miRNA。除此之外，又發現了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膠質瘤的重要原因。Tezcan等[19]據此分析了20例神經膠質瘤患者的腫瘤組織中9種和神經膠質瘤相關的miRNA的表達情況，結果表明CSC(+)腫瘤中miR-181b低表達和miR-455-3p高表達，這一發現或許為治療CSC(+)膠質瘤提供了治療依據。Zhang等[20]研究了miR-124-3p在U87和C6膠質瘤細胞中抑制其增殖的作用，結果表明miR-124-3p具有很好的抑制膠質瘤細胞增殖的作用，這個發現為臨床利用miRNA治療神經膠質瘤提供了新的策略。Qian等[21]研究了miR-1224-5p的高表達對膠質瘤的抑制作用，結果表明miR-1224-5p的高表達可以有效抑制腫瘤的增殖、擴散和侵襲。MicroRNA-145被證明可以抑制多種腫瘤，Wan等[22]研究了microRNA-145作用機制，結果表明microRNA-145可以通過靶蛋白ROCK1作用抑制膠質瘤細胞的侵襲，首次證明ROCK1是microRNA-145的靶蛋白的報道。此外，miR-7、miR-124、miR-136、miR-181、miR-431、miR-566等[23-29]均可以抑制神經膠質瘤的增殖、侵襲等。Zhang等[30]研究了抑癌基因表達產物ICAT對膠質瘤的影響，結果表明ICAT是良好的膠質瘤抑制劑，對于臨床治療膠質瘤提供了新的靶點。

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膠質瘤的一種有效策略，病毒不僅可以作為治療神經膠質瘤相關基因的良好載體，病毒本身也是治療神經膠質瘤的一種治療方法。目前，研究最多的溶瘤病毒有腺病毒和HSV1，二者均被發現有溶解細胞作用[31-32]。Friedman等[33]研究了嵌合HCMV/HSV1病毒治療神經膠質瘤的效果，取得了一定的結果。Abraham等[34]則研究了基孔肯雅病毒作為溶瘤病毒治療神經膠質瘤的效果，結果表明該病毒是治療高侵襲性神經膠質瘤的良好溶瘤病毒候選。除此之外，還有許多病毒已經開始用于溶瘤治療，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腫瘤血管調控因子及其作用環節進行干預，從基因水平抑制血管生成因子的表達，促進抗血管生成因子的表達，阻斷血管內皮因子的受體，誘導血管內皮細胞的凋亡。進行抗血管生成基因治療神經膠質瘤，需要選擇好血管生成相關的靶基因以及抑制血管生成的相關靶基因。目前常用的血管生成相關靶基因有血管內皮生長因子(VEGF)[38]、纖維母細胞生長因子(FGF)[39]、白介素-8[40]等，常用的抗血管生成的相關靶基因[41]包括腦血管生成抑制劑、血管抑素、內皮抑素、血小板反應蛋白、白介素-12等。抗血管生成基因治療依賴相關載體，常用的載體有病毒載體和非病毒載體，無論選用何種載體，都應該能保持持久的基因表達，同時降低宿主對載體病毒的免疫作用。

1.6RNA干擾技術

RNA干擾技術是指通過抑制癌基因的過度表達及控制生長因子的產生，以達到控制和治療腫瘤的目的。RNA干擾技術為基因治療神經膠質瘤提供了新的思路，近年來取得了許多進展。An等[42]研究了iNGR修飾的RNAi納米粒子用于治療膠質瘤的效果，結果表明該技術是未來治療膠質瘤安全有效的治療方法。Zhong等[43]通過RNAi技術敲低LRG1，研究了其在體內和體外抑制膠質瘤和促進其凋亡的作用，結果表明該策略為臨床治療神經膠質瘤提供了潛在的價值。Zhou等[44]則研究了通過RNA干擾技術敲低CDC2的表達，聯合替莫唑胺治療神經膠質瘤的效果。結果表明，該方法可以明顯抑制腫瘤細胞的增殖，并誘導其凋亡，下調CDC2的表達，改善化療藥物耐受，為臨床基因治療神經膠質瘤提供了一個新思路。

2基因治療神經膠質瘤的展望

一些I期臨床實驗[45]結果表明，基因治療神經膠質瘤是安全有效的，但在II期和III期臨床實驗則均以失敗告終。與傳統的治療方法比較，單一的基因治療的效果是有限的，但是基因治療聯合其他治療方式是治療神經膠質瘤的發展方向。基因治療有進一步研究和發展的空間，可以通過更加有效和特異的設計增加治療效果，綜合智能化的設計，選擇更加合適的載體，相信這些改進可以改善基因治療神經膠質瘤的效果。基因治療的關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。病毒載體應該選擇基因表達持久、宿主免疫反應弱者，非病毒載體則應選擇更加有效、穩定者[46]。

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收稿日期:2016-01-05

中圖分類號:R 730.264

文獻標志碼:A

文章編號:1672-2353(2016)13-229-04

DOI:10.7619/jcmp.201613093