现代生物技术与人类课件.ppt

现代生物技术与人类现代生物技术与人类 人类疾病基因治疗人类疾病基因治疗一：基因治疗的回顾与现状一：基因治疗的回顾与现状基基因因治治疗疗概概念念：向向靶靶细细胞胞或或组组织织引引入入外外院院性性DNA或或RNA片片段段，纠纠正正或或补补偿偿基基因因缺缺陷陷，关关闭闭或或抑抑制制异异常常表表达达基基因因以达到治疗目的。以达到治疗目的。基基本本思思想想：使使变变异异基基因因和和表表达达异异常常基基因因变变为为正正常常基基因因和和正正常常表表达达基基因因，从从根根本本上治愈遗传疾病。上治愈遗传疾病。例：例：1973年第一例人体实验年第一例人体实验1978年第二例基因治疗实验年第二例基因治疗实验基因治疗动物实验广泛开展基因治疗动物实验广泛开展DrAnderson（1980）首首先先阐阐明明基基因因治疗前景和发展方向治疗前景和发展方向Rosenberg（1990）利利用用逆逆转转录录病病毒毒将将基基因因导导入入肿肿瘤瘤浸浸润润淋淋巴巴细细胞胞（TIL），并并将将TIF输输回回体体内内，TIF集集中中在在肿肿瘤瘤部部位位，表达表达neoR。二二：基基因因治治疗疗的的方方法法与与应应用用靶细胞（基因治疗的对象）：靶细胞（基因治疗的对象）：体细胞体细胞 性细胞性细胞 （美国政府（美国政府19851985年规定，目前治年规定，目前治疗仅限于体细胞）疗仅限于体细胞）目前基因治疗的主要方法：目前基因治疗的主要方法：体外体外原位基因治疗原位基因治疗 体内基因治疗体内基因治疗 反义基因治疗法反义基因治疗法 核酶基因治疗核酶基因治疗影影响响因因素素：转转基基因因技技术术是是否否成成熟熟、转入基因表达转入基因表达基因寻靶技术：基因寻靶技术：基因定点整合技术基因定点整合技术应用举例：应用举例：SCID基因治疗基因治疗转基因肝细胞治疗转基因肝细胞治疗LDLR基因突变基因突变血管平滑肌细胞血管平滑肌细胞2：体体内内基基因因治治疗疗将将基基因转入特定组织因转入特定组织载体：载体：腺病毒、庖疹病毒腺病毒、庖疹病毒逆转录病毒等逆转录病毒等示示例例：肌肌肉肉萎萎缩缩症症、囊囊性性纤纤维维化化4：通过核酶基因治疗：通过核酶基因治疗核酶：核酶：具有酶活性的核酸分子。具有酶活性的核酸分子。核酶功能：核酶功能：治疗应用举例：治疗应用举例：核酶运载系统与表达系统：核酶运载系统与表达系统：优点：优点：核酶为核酶为RNARNA，免疫原性小，免疫原性小核酶分子较小，操作方便核酶分子较小，操作方便2 2：AIDS AIDS 基因治疗基因治疗HIVHIVHIV生活史生活史AIDSAIDS治疗药物：治疗药物：例：鸡尾酒疗法例：鸡尾酒疗法 目前几种新的目前几种新的AIDSAIDS治疗治疗方向方向：反义疗法；反义疗法；HIVHIV疫苗疫苗四：基因治疗的发展前景四：基因治疗的发展前景1：基因治疗存在的技术问题基因治疗存在的技术问题1多多基基因因调调控控复复杂杂，技技术术难难度度大大有赖与基因组计划进展有赖与基因组计划进展2病毒载体问题：病毒载体问题：2：基因治疗引起的基因治疗引起的伦理学与社会问题伦理学与社会问题后果无法预料后果无法预料延延长长人人类类寿寿命命，谋谋求求不不正正当当利利益益，引引入入生生殖殖细细胞胞决决定定权权问题等问题等五：人类基因组计划简介五：人类基因组计划简介 一一)：任务与完成进度：任务与完成进度：第第一一个个五五年年（1991-1995）技技术术上上改改进进5-10倍，完成作图倍，完成作图50%，测序，测序1%第第二二个个五五年年（1996-2000）技技术术上上改改进进5-10倍倍，完完成成作作图图100%，测测序序10%第第三三个个五五年年（2001-2005）测测序序完完成成100%，找出全部基因，找出全部基因极终目标极终目标阐明全部基因位置、功能、结阐明全部基因位置、功能、结构、表达调控机制及与致病有关的构、表达调控机制及与致病有关的变异。变异。1：进进一一步步阐阐明明人人类类基基因因在在时时空空特特异异表表达达和和调调控控机机制制，从从而而推推动动发发育育生生物物学学、神神经经生生物物学学、发发展展，揭揭示示细细胞胞分分化化、胚胚胎胎发发育育、人人类类思思维维、记记忆忆等等复复杂杂高高级级生生命活动的分子基础。命活动的分子基础。2：向向人人们们提提供供不不同同种种族族、不不同同民民族族起起源源、演演进进强强有有力的分子证据，带动民族学和种族学研究发展。力的分子证据，带动民族学和种族学研究发展。3：在在人人类类疾疾病病分分子子治治疗疗、预预防防方方面面做做出出特特别别贡贡献献。如如获获得得人人类类疾疾病病发发病病分分子子机机制制、设设计计治治疗疗方方案案，使使人人们们在在诊诊断断、基基因因治治疗疗、遗遗传传保保健健、优优生生优优育育等等方方面建立全新医学，提高人类寿命。面建立全新医学，提高人类寿命。4：一些模式生物基因组研究。：一些模式生物基因组研究。三三)：基因资源保护：基因资源保护：基因争夺战的原因：基因争夺战的原因：1：人人类类基基因因资资源源只只有有一一套套，为为有有限限资资源源不不能能再再生生，谁先发现基因即可通过申请专利获得保护。谁先发现基因即可通过申请专利获得保护。2：知知识识产产权权之之战战：人人类类基基因因只只有有5%对对认认识识疾疾病病有有意意义义，1%有有巨巨大大开开发发前前景景。包包括括生生产产基基因因药药物物、直直接接利利用用基基因因治治疗疗遗遗传传疾疾病病、解解释释或或阐阐明明发发病病机机制制，开开发发出出治治疗疗药药物物。一一个个基基因因开开发发出出来来其其转转让让费费高高达达千千万万至至数亿美圆。数亿美圆。3：中中国国为为基基因因研研究究的的风风水水宝宝地地。人人口口众众多多、56个个民民族族历历史史悠悠久久、徒徒迁迁率率低低、城城乡乡差差异异显显著著、家家族族隔隔离离群群最最多多，基基因因家家系系保保存存完完好好，能能准准确确提提供供保保健健与与疾疾病病、城市与乡村人类迁移系铺最佳模型。城市与乡村人类迁移系铺最佳模型。四四)：中国：中国HGP计划简介：计划简介：1993年，中国自然基金委员会颁布年，中国自然基金委员会颁布“中国民族基因若干基因位点的中国民族基因若干基因位点的研究研究”根根据据国国内内经经济济实实力力和和资资源源特特点点，主主要要开开展展两两方方面面研研究究：基基因因组组多多样样性性、疾病基因识别。疾病基因识别。取得成绩取得成绩1：基因组多样性研究：基因组多样性研究：（多民族基因组保存和研究）（多民族基因组保存和研究）已已完完成成南南北北两两个个汉汉族族群群、西西南南东东北北地地区区傣傣、藏藏、壮壮族族等等1212个个民民族族733733个个永永生生细细胞橥建立。胞橥建立。应应用用多多种种遗遗传传标标志志，对对我我国国多多民民族族基基因因组组多多样样性性进进行行了了比比较较，验验证证我我国国南南北北地地区人群差异及进化上的联系。区人群差异及进化上的联系。2：基因新技术引进和建立：基因新技术引进和建立：形形成成包包括括测测序序、作作图图、定定位位、基基因因识识别别、基基因因组组扫扫瞄瞄、生生物物信信息息等完整技术体系等完整技术体系。3：疾病基因研究：疾病基因研究：获获得得与与人人血血管管系系统统、神神经经系系统统、造造血血系系统统发发育育、分分化化、表表达达调调空空相相关关的的100100个个全全长新基因。长新基因。克隆若个白血病基因。克隆若个白血病基因。获得一批与食管癌相关的基因。获得一批与食管癌相关的基因。发现若干与肝癌相关的全长新基因。发现若干与肝癌相关的全长新基因。对对肝肝癌癌、糖糖尿尿病病、高高血血压压等等疾疾病病相相关关病基因研究。病基因研究。1.大叶性（肺泡性）肺炎大叶性（肺泡性）肺炎 为肺实质炎症，通常累及肺大叶的全部或大部，并不累及支气管。病原体现在肺泡引起炎症，继之导致部分或整个肺段、肺叶发生炎症改变，致病为肺实质炎症，通常累及肺大叶的全部或大部，并不累及支气管。病原体现在肺泡引起炎症，继之导致部分或整个肺段、肺叶发生炎症改变，致病菌多为肺炎链球菌。本病多见于青壮年，临床起病急，主要症状为寒颤高热、咳嗽、胸痛、呼吸困难和咳铁锈色痰。菌多为肺炎链球菌。本病多见于青壮年，临床起病急，主要症状为寒颤高热、咳嗽、胸痛、呼吸困难和咳铁锈色痰。2.小叶性（支气管）肺炎小叶性（支气管）肺炎 指病原体经支气管入侵，引起细支气管、终末细支气管和肺泡的炎症。病原体有肺炎链球菌、葡萄球菌、病毒、肺炎支原体以及军团菌等。常指病原体经支气管入侵，引起细支气管、终末细支气管和肺泡的炎症。病原体有肺炎链球菌、葡萄球菌、病毒、肺炎支原体以及军团菌等。常继发于支气管炎、支气管扩张、上呼吸道病毒感染以及长期卧床的危重病人。继发于支气管炎、支气管扩张、上呼吸道病毒感染以及长期卧床的危重病人。3.间质性肺炎间质性肺炎 以肺间质炎症为主，病变累及支气管壁及其周围组织，有肺泡壁增生及间质水肿。可由细菌、支原体、衣原体、病毒或卡氏肺囊虫等引起。以肺间质炎症为主，病变累及支气管壁及其周围组织，有肺泡壁增生及间质水肿。可由细菌、支原体、衣原体、病毒或卡氏肺囊虫等引起。病因学分类病因学分类1.细菌性肺炎细菌性肺炎 如肺炎链球菌（即肺炎球菌）、金黄色葡萄球菌、甲型溶血性链球菌、肺炎克雷白杆菌、流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌、埃希大肠杆菌、绿脓杆菌等。如肺炎链球菌（即肺炎球菌）、金黄色葡萄球菌、甲型溶血性链球菌、肺炎克雷白杆菌、流感嗜血杆菌、铜绿假单胞菌、埃希大肠杆菌、绿脓杆菌等。2.非典型病原体所致的肺炎非典型病原体所致的肺炎 如军团菌、支原体和衣原体等。如军团菌、支原体和衣原体等。