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基因治疗在创伤修复领域的应用
http://www.100md.com 2003年3月25日 中国医药报
     目前,基因治疗遗传性疾病、恶性肿瘤、免疫缺陷性疾病等已取得了可喜的成果,那么,转基因技术在创伤修复及整形外科领域的应用如何呢?近日,解放军总后勤部卫生部专家组成员、第四军医大学博士导师李荟元教授就这一热门课题做了综述和展望。

    基因治疗是应用转基因技术,实现基因替代、基因修正及基因增强,从而在基因水平上纠正疾病。常用的转基因方法分为两大类,即非病毒法和病毒法。非病毒的转基因法包括:①DNA直接注入法;②脂质体的转基因法;③电穿孔转基因法;5基因枪转基因法;⑤反义寡核苷酸法。病毒转基因法的载体有:①腺病毒;②相关腺病毒;③逆转录病毒;5重组单纯疱疹病毒。基因治疗在创伤修复及整形外科中的研究应用,主要表现在以下几个方面。

    促进伤口愈合

    伤口的愈合,受多种生长因子的影响。转基因技术可使所需的生长因子长期、大量表达,从而加速伤口愈合,提高治疗质量。下列生长因子在促进伤口愈合中最受青睐。
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    表皮生长因子(EGF)活体实验证明,表皮生长因子是通过刺激血管增生而促进伤口愈合的重要因子,它能促进人断层取皮供区的愈合,而且使愈合的伤口张力强度增加。Andree等用基因枪将表皮生长因子引入猪的断层取皮创面,使表皮生长因子蛋白表达增加190倍,质粒DNA伤区可持续表达30天以上,其创面愈合提高20%。

    胰岛素样生长因子-1(IGF-1)研究认为,在体外,胰岛素样生长因子可促进培养的人成纤维细胞丝分裂,刺激胶原生成;在体内,它可促进创面肉芽的增生,同时还可以逆转用皮质激素引起的损害伤口愈合的副效应。Jeschke等研究发现,在给60%全层皮肤烫伤的鼠注射胰岛素样生长因子-1的cDNA的阳离子脂质体后,上皮增生明显,上皮化加速,烫伤的33天,胰岛素样生长因子-1蛋白仍为高表达。

    转移生长因子-β(TGF-β)国外专家证实,转移生长因子-β在伤口愈合和瘢痕形成中,是起重要作用的生长因子。通过转基因技术,将转移生长因子引入伤区或靶细胞,可调节伤口愈合的速度及张力的强度,并影响病理性瘢痕的产生。
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    血小板源生长因子(PDGF)Liechty等在兔耳缺血性创面的模型上,用腺病毒将血小板源生长因子转染创面7天后,缺血的兔耳创面闭合显著加速,其愈合速度比非缺血性创面还快。可见,上述诸种生长因子在促进伤口愈合中,展示着广阔的应用前景和优势。

    改善血管状况、促进皮瓣成活

    专家发现,转基因技术在改善血管状况,促进皮瓣成活治疗中,有三个反应最为活跃、效果最为明显的生长因子,它们是:

    血管内皮生长因子(VEGF)Taub等用30只S-D鼠作腹壁上动脉为蒂的腹部皮瓣实验,第一组用脂质体和cDNA转录的血管内皮生长因子处理,第二组用不含血管内皮生长因子的质粒DNA处理,第三组只用盐水处理,7天后检测血管内皮生长因子系数。结果显示,第一组皮瓣成活率为93.9%,其他两组均为28.1%。同时还发现,采用腺病毒转染的血管内皮生长因子处理鼠转移的腹直肌瓣,不仅提高肌瓣成活率,而且有明显的新生血管增殖。
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    成纤维细胞生长因子(FGF)有专家对后肢单侧缺血状态的兔进行分组实验:一组用转基因质粒P276(含有非分泌型aFGF)处理;二组用PMJ35(转录分泌型aFGF)处理;对照组用不含aFGF处理。30天后,用含有分泌型aFGF基因转移者,血管侧枝增生明显多于另两组,而肢体血压较高,血管阻力低,毛细血管密度增高。从而证实,有分泌功能的成纤维细胞生长因子通过旁分泌,可产生促血管增生的作用。

    一氧化氮(NO)许多研究发现,一氧化氮有类似血管内皮生长因子促进血管增生的作用,而且可调节血管内皮生长因子的生物活性。Yamasaki等研究证实,NO酶剔除的鼠,其伤口愈合比对照组延迟31%,如果用腺病毒转NO合成酶行基因治疗,可逆转这种作用,并促进伤口愈合。这是转基因技术在改善血管状况,促进皮瓣成活的又一大治疗特色。

    神经系统的修复

    如果说基因治疗在促进伤口愈合、改善血管状况及皮瓣成活的应用是一个成功突破的话,那么转基因技术在神经系统的修复的应用,则是基因治疗又一新的开拓和发展。目前,神经修复中研究较多、成效较大的神经营养因子有:脑源神经营养因子(BCNF)、神经生长因子(NGF)和Neurotrophin-3(NT-3)等,Stelnick等对有进行性运动神经元病的鼠用腺病毒介导转基因,使病鼠平均存活期延长61.3天,后肢的肌肉萎缩程度减轻,肌电图参数改善,并减少神经髓鞘的丢失。在切断神经轴索后,用腺病毒行脑源神经营养因子基因转移,可明显增加运动神经元的成活。

    在研究中,专家们还应用转基因技术扩展对韧带、骨、软骨及防止颅缝早闭的治疗修复,并在实践中取得了满意的效果。如对软骨的基因修复,Goto等用逆转录病毒将转移生长因子-β(TGF-β)转入培养的人半月板纤维软骨,结果合成软骨的蛋白多糖和胶原蛋白量高达8~15倍。又如Lieherman等研究证实,用腺病毒转BMP-2基因引入骨髓细胞,可产生促骨增生的蛋白,在处理后8周,可使缺损8毫米的鼠股骨干得以修复。这些研究结果,为整形外科修复治疗开辟了新途径。

    总之,基因治疗在创伤修复及整形外科领域开创了一种新局面。目前转基因技术尽管还存在许多有待研究改进的问题,但我们有理由相信,在不久的将来,基因治疗在临床将会得到更广泛的应用,造福人类。, 百拇医药