基因枪技术及其在肿瘤基因治疗中的应用
作者：童强松 曾甫清 鲁功成
单位：同济医科大学附属协和医院泌尿外科 武汉，430022
关键词：
临床泌尿外科杂志000919 基因治疗已成为有别于传统方法的肿瘤治疗模式。自从1990年美国学者Rosenberg等率先应用基因疗法对恶性黑色素瘤进行临床治疗以来，至少有261项肿瘤基因治疗方案得到美国NIH的批准。然而，在众多的肿瘤基因治疗方案中，存在着一个共同的难题，即如何建立高效、安全、实用的基因转移系统，将目的基因导入肿瘤组织，达到治疗目的〔1〕。目前常使用的基因转移系统可分为病毒介导的和非病毒介导的两大类。在众多非病毒介导的基因转移方法中，基因枪技术以其独特的魅力日益受到关注，被广泛地应用于肿瘤基因治疗研究，展现出光明的应用前景〔2〕。
1 基因枪技术的基本原理及优势
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1.1 基本原理
基因枪技术(gene gun technology)又称微粒轰击技术，是将外源质粒DNA包裹在直径为1～5 μm的金颗粒或钨粉中，利用高压氮气作为动力，对靶细胞进行轰击，使其穿透细胞壁，将目的基因导入，从而达到基因转移效果的方法。由于常将包含目的基因的金(或钨)颗粒吸附在Tefzel管内并切成大小一致“子弹”，其发射装置形如手枪，轰击过程类似打靶，所以人们形象地称之为“基因枪”。
1.2 优势
作为一种纯物理的基因转移方法，基因枪技术至少具备以下优势。
1.2.1 高效：基因枪技术的转移效率取决于金属颗粒携带目的基因的多少、每颗“子弹”包含的金属颗粒数目以及轰击过程中氮气的压力。一般而言，该方法所需的目的基因DNA是极微量的。据报道，基因枪介导仅16 ng的质粒pCMV-hGH或pCMV-hAAT转移就可诱发BALB/c小鼠细胞毒T淋巴细胞反应和体液免疫反应。而且，被转移的基因没有大小的限制，可以是质粒DNA、染色体DNA或基因组文库DNA，从而拓展了基因枪在基因治疗中的应用范围。如果将多种治疗基因同时包裹在一个金属颗粒中或将包含有不同治疗基因的金属颗粒同时进行轰击，可实现多基因的共转移，发挥抑瘤的协同效应〔3〕。
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1.2.2 安全：该技术使用的金属颗粒不具有化学活性，对机体的毒性小。被转移的治疗基因虽可以获得较长时间的瞬时表达，但与靶细胞基因组发生重组的可能性极小，避免了外源DNA整合到靶细胞染色体后而致癌、致突变的危险。随着生物材料科学及相关应用学科的不断发展，还会涌现出更多安全、实用的生物材料用于治疗基因的包装及“子弹”的制备，为基因枪技术更为广泛地应用提供保障。
1.2.3 实用：基因枪作为物理性基因转移方法，对轰击对象无严格限制〔4〕。靶细胞可以是植物细胞，也可以是动物细胞，对处于静止期或分裂期的细胞，均可进行基因转移，而且，可直接对活体组织进行基因转移，避免了传统基因转移方法需长期体外细胞培养的缺点，更好地适应了基因治疗临床试验的需要。
2 基因枪技术在肿瘤基因治疗中的应用
2.1 在基因疫苗研制中的应用
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长期以来，人们期盼能研制出肿瘤疫苗，象用疫苗防治某些传染病一样防治癌症，但由于肿瘤源于自身组织，缺乏特异性抗原而使研制肿瘤疫苗十分困难。基因工程技术的发展，给生产肿瘤疫苗带来新的希望。将具有免疫调节作用的细胞因子基因导入肿瘤细胞并使之表达，这种肿瘤细胞能诱导机体产生特异性抗肿瘤作用，称之为肿瘤基因疫苗(简称瘤苗)。以往在瘤苗的制备中通常采用病毒性基因转移方法，但由于病毒载体的安全性问题，限制了它在该领域的应用。基因枪技术作为一种纯物理的基因转移方法，能高效、安全地表达外源基因，且无需患者肿瘤切除标本长期在体外培养，因而在该领域中表现出很大的优势〔5〕。
2.1.1 介导GM-CSF基因转移：基因修饰的自体肿瘤细胞疫苗已被证实为一种有效的肿瘤治疗方法。Seigen等〔6〕将12例原发性或继发性肾细胞癌患者手术切除的1 cm3肿瘤组织进行体外培养建立原代细胞系，并应用基因枪技术将携带有人类粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)的质粒DNA转移入1×107放射后失去增殖能力的瘤细胞，24 h后酶链免疫吸附实验(ELISA)证实细胞培养液上清中hGM-CSF的含量明显升高(平均330 ng/106个细胞)，并计划将此方法用于转移性肾细胞癌的临床Ⅰ期试验。然而大多数人类原发性肿瘤(如骨髓瘤)在基因枪转染后并不能产生高水平的GM-CSF。为克服这一难题，用照射后灭活的小鼠骨髓瘤MPC 11提供肿瘤抗原，结合被基因枪转染GM-CSF的鼠成纤维细胞(250 ng/106细胞)提供细胞因子，共同免疫动物，可取得理想的抑瘤效果〔7〕。临床Ⅰ期研究中，为明确癌症患者接种转移有GM-CSF基因并放射灭活的肿瘤细胞后的毒副反应，Mahvi等〔8〕从黑色素瘤或肉瘤患者获取新鲜肿瘤组织，经体外照射后用基因枪导入GM-CSF，并将处理后的瘤细胞注射到患者皮内，接种后第3和第14天手术切除接种部位组织，以评估GM-CSF产量及免疫效应细胞的浸润情况，第25天进行DTH检测。结果证实，患者接种瘤苗后肿瘤消退，接种部位GM-CSF含量明显增多，并未出现局部或全身毒性症状。
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2.1.2 介导同种异体MHC基因转移：Hui等〔9〕设计了一种以高压空气作为动力，用于体内基因免疫的基因枪装置，并介导同种异体H-2Kb DNA直接转移入AKR/J鼠体内的K36肿瘤细胞。发现外源性H-2Kb基因的表达可导致K36肿瘤的消退，并且与继发性CTL对K36肿瘤细胞的抑制作用有关。进一步研究表明，携带有H-2Kb基因的瘤细胞可刺激产生同种异体CTL反应和肿瘤特异性继发CTL反应，而丝裂霉素C处理的肿瘤细胞只能诱发肿瘤特异性继发CTL反应。说明基因枪介导同种异体MHC基因转移入瘤细胞可诱发机体产生CTL反应，增强全身性抗肿瘤免疫。
2.2 在基因修饰的免疫治疗中的应用
近年来研究表明，自体免疫系统对肿瘤是有反应的。将编码细胞因子的基因导入细胞使它在体内持续分泌一定量的细胞因子，可直接杀伤肿瘤细胞或通过细胞因子网络刺激机体的免疫系统达到消除肿瘤的目的，称为基因修饰的肿瘤免疫治疗。迄今，基因枪已介导多种细胞因子基因的转移，并取得了较好的抑瘤效果〔10〕。
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2.2.1 介导IL-12基因转移：IL-12被认为具有抗血管生成作用和免疫活性，因而可抑制肿瘤生长〔11〕。据Wang等〔12〕报道，基因枪介导IL-12 cDNA转移入死亡率极高的原发性血管肿瘤的瘤周区域，可使肿瘤体积缩小到1/7.5，实验鼠生存时间延长3倍；皮肤中IL-12升高的同时，血清中IFN-γ、TNF-α水平和瘤体中T淋巴细胞、自然杀伤细胞(NK)的比例均有所增高，并诱导了肿瘤细胞的凋亡；而基因枪介导IL-12 cDNA转移对胸腺缺乏的荷瘤裸鼠的肿瘤体积、生存时间影响较小。提示在上述过程中T细胞介导的免疫反应是发挥作用的前提。另外，有人比较了基因枪介导的IL-12 cDNA皮肤原位转移和全身性IL-12蛋白治疗的毒副作用，发现两者虽都可以抑制皮肤内Meth A肉瘤的生长，但全身性IL-12给药的死亡率较高，IL-12原位转移后无体重减轻、脾肿大等明显毒副作用，而且血中IFN-γ水平是全身性IL-12给药的300～1 000倍〔11〕。Turner等〔13〕比较了几种携带有细胞因子(IL-2、IL-4、IL-6、IL-12、IFN-γ、GM-CSF)的质粒经基因枪介导入鼠肿瘤组织后的抑瘤效应，发现IL-12基因治疗较其他细胞因子更为有效，IL-12的强烈抗癌免疫反应被荷瘤鼠淋巴结染色后观测到的CD8+T淋巴细胞聚集所证实。而且，实验鼠经IL-12基因转移后不但消除了局部肿瘤，对远处未经处理的肿瘤组织亦有抑制作用，且并无明显的毒性症状。
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2.2.2 介导IFN-α基因转移：将IFN-α基因稳定地转移入肿瘤细胞，可诱导抑瘤免疫反应，导致肿瘤消除。为探索癌症IFN-α基因治疗的临床应用方法，Tuting等〔14〕应用荷瘤鼠模型比较了两种可产生高水平、具有生物活性的IFN-α的基因转移方法：一种是用逆转录病毒作载体将IFN-α基因转移入纤维母细胞，另一种是基因枪介导的IFN-α基因肿瘤细胞转移。结果表明，逆转录病毒介导组IFN-α产量为每24 h 2 000～5 000 u/106个细胞，基因枪介导组IFN-α产量每24 h则高达20 000 u/106个细胞。说明两种方法均可作为IFN-α基因转移途径，但基因枪的转移效率较高，并且简便易行，避免了逆转录病毒致癌、致突变的危险，因而被认为更适合于临床应用。
2.3 在介导促凋亡基因转移中的应用
肿瘤是多种癌基因激活和(或)抑癌基因失活导致细胞过度增殖和凋亡异常的结果。应用基因转移技术，将促凋亡基因导入肿瘤细胞以加速其程序性死亡(PCD)过程，已成为人们防治肿瘤的有效方法。为明确鳞状细胞癌(SCC)组织中Bax基因(凋亡相关基因bcl-2家族中的促凋亡成分)表达对癌细胞对化疗药物敏感性的影响，Sugimoto等〔15〕应用基因枪介导Bax基因转移入SCC(免疫组织化学证实有Bax过表达)，结果抑制了对顺铂(CDDP)耐药的鼠SCC的生长，而且当Bax基因转移与皮下注射CDDP(3 d/次)联用时抑瘤效果更为明显。这说明Bax基因可提高癌细胞对CDDP的敏感性，而基因枪可作为该基因体内转移的有效方法。
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3 存在问题及展望
综上所述，基因枪作为一种纯物理的基因转移方法，已成功地介导多种目的基因的体内外转移，在肿瘤基因治疗中发挥着重作用，但也存在着一些问题：①基因枪对靶细胞或靶组织进行轰击后，残留金属颗粒对机体的长期安全性有待进一步证实；②基因枪在体外培养细胞和直接体表应用中十分方便，但在机体内部器官或组织的基因治疗中使用还有一定难度，能否设计出一种内窥镜式的基因枪装置有待研究；③目前，基因枪多介导单基因的转移，而在多基因联合转移及其协同效应的研究方面报道较少；④基因枪介导治疗基因转移的确切作用机制有待进一步探讨。上述问题的解决，必将使基因枪技术在肿瘤基因治疗(尤其是防治局部肿瘤复发方面)中发挥出更大的活力，展现出诱人的实验研究和临床应用前景。
参考文献
1，Harimoto K,Sugimura K,Lee C R,et al.In vivo gene transfer methods in the bladder without viral vectors.Br J Urol,1998,81:870～874
, http://www.100md.com
2 Yang N S,Sun W H.Gene gun and other non-viral approaches for cancer gene therapy.Nat Med,1995,1:481～483
3，Pertmer T M,Eisenbraun M D,McCabe D,et al.Gene gun-based nucleic acid immunization:elicitation of humoral and cytotoxic T lymphocyte responses following epidermal delivery of nanogram quantities of DNA.Vaccine,1995,13:1427～1430
4，Yang N S,Sun W H,McCabe D.Developing particle-mediated gene-transfer technology for research into gene therapy of cancer.Mol Med Today,1996,2:476～481
, http://www.100md.com
5，Mahvi D M,Sheehy M J,Yang N S.DNA cancer vaccines:a gene gun approach.Immunol Cell Bial,1997,75:456～460
6，Seigne J,Turner J,Diaz J,et al.A feasibility study of gene gun mediated immunotherapy for renal cell carcinoma.J Urol,1999,162:1259～1263
7，Turner J G,Tan J,Crucian B E,et al.Broadened clinical utility of gene gun-mediated,granulocyte-macrophage colony-stimulaing factor cDNA-based tumor cell vaccines as demonstrated with a mouse myeloma model.Hum Gene Ther,1998,9:1121～1130
, 百拇医药
8，Mahvi D M,Sondel P M,Yang N S,et al.Phase I/IB study of immunization with autologous tumor cells transfected with the GM-CSF gene by particle-mediated transfer in patients with melanoma or sarcoma.Hum Gene Ther,1997,8:875～891
9，Hui K M,Chia T F.Eradication of tumor growth via biolistic transformation with allogeneic MHC genes.Gene Ther,1997,4:762～767
10，Sun W H,Burkholder J K,Sun J,et al.In vivo cytokine gene transfer by gene gun reduces tumor growth in mice.Proc Natl Acad Sci USA,1995,92:2889～2893
, 百拇医药
11，Rakhmilevich A L,Timmins J G,Janssen K,et al.Gene gun-mediated IL-12 gene therapy induces antitumor effects in the absence of toxicity:a direct comparsion with systemic IL-12 protein therapy.J Immunother,1999,22:135～144
12，Wang G,Quevedo M E,Lannuttii B J,et al.In vivo gene therapy with interleukin-12 inhibits parimary vascular tumor growth and induces apoptosis in a mouse model.J Invest Deamatol,1999,112:775～781
13，Rakhmilevich A L.Janssen K,Turner K,et al.Cytokine gene therapy of cancer using gene gun technology:superior antitumor activity of interleukin-12.Hum Gene Ther,1997,8:1303～1311
, 百拇医药
14，Tuting T,Gambotto A,Baar J,et al.Interferon-alpha gene therapy for cancer:retroviral transduction of fibroblasts and particle-mediated transfection of tumor cells are both effective stategies for gene deliveray in murine tumor models.Gene Ther,1997,4:1053～1060
15，Sugimoto C,Fujieda S,Seki M,et al.Apoptosis-promoting gene(bax)transfer potentiates sensitivity of squamous cell carcinoma to cisplatin in vitro and in vivo.Int J Cancer,1999,82:860～867
(收稿日期：2000-03-09), http://www.100md.com
单位：同济医科大学附属协和医院泌尿外科 武汉，430022
关键词：
临床泌尿外科杂志000919 基因治疗已成为有别于传统方法的肿瘤治疗模式。自从1990年美国学者Rosenberg等率先应用基因疗法对恶性黑色素瘤进行临床治疗以来，至少有261项肿瘤基因治疗方案得到美国NIH的批准。然而，在众多的肿瘤基因治疗方案中，存在着一个共同的难题，即如何建立高效、安全、实用的基因转移系统，将目的基因导入肿瘤组织，达到治疗目的〔1〕。目前常使用的基因转移系统可分为病毒介导的和非病毒介导的两大类。在众多非病毒介导的基因转移方法中，基因枪技术以其独特的魅力日益受到关注，被广泛地应用于肿瘤基因治疗研究，展现出光明的应用前景〔2〕。
1 基因枪技术的基本原理及优势
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1.1 基本原理
基因枪技术(gene gun technology)又称微粒轰击技术，是将外源质粒DNA包裹在直径为1～5 μm的金颗粒或钨粉中，利用高压氮气作为动力，对靶细胞进行轰击，使其穿透细胞壁，将目的基因导入，从而达到基因转移效果的方法。由于常将包含目的基因的金(或钨)颗粒吸附在Tefzel管内并切成大小一致“子弹”，其发射装置形如手枪，轰击过程类似打靶，所以人们形象地称之为“基因枪”。
1.2 优势
作为一种纯物理的基因转移方法，基因枪技术至少具备以下优势。
1.2.1 高效：基因枪技术的转移效率取决于金属颗粒携带目的基因的多少、每颗“子弹”包含的金属颗粒数目以及轰击过程中氮气的压力。一般而言，该方法所需的目的基因DNA是极微量的。据报道，基因枪介导仅16 ng的质粒pCMV-hGH或pCMV-hAAT转移就可诱发BALB/c小鼠细胞毒T淋巴细胞反应和体液免疫反应。而且，被转移的基因没有大小的限制，可以是质粒DNA、染色体DNA或基因组文库DNA，从而拓展了基因枪在基因治疗中的应用范围。如果将多种治疗基因同时包裹在一个金属颗粒中或将包含有不同治疗基因的金属颗粒同时进行轰击，可实现多基因的共转移，发挥抑瘤的协同效应〔3〕。
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1.2.2 安全：该技术使用的金属颗粒不具有化学活性，对机体的毒性小。被转移的治疗基因虽可以获得较长时间的瞬时表达，但与靶细胞基因组发生重组的可能性极小，避免了外源DNA整合到靶细胞染色体后而致癌、致突变的危险。随着生物材料科学及相关应用学科的不断发展，还会涌现出更多安全、实用的生物材料用于治疗基因的包装及“子弹”的制备，为基因枪技术更为广泛地应用提供保障。
1.2.3 实用：基因枪作为物理性基因转移方法，对轰击对象无严格限制〔4〕。靶细胞可以是植物细胞，也可以是动物细胞，对处于静止期或分裂期的细胞，均可进行基因转移，而且，可直接对活体组织进行基因转移，避免了传统基因转移方法需长期体外细胞培养的缺点，更好地适应了基因治疗临床试验的需要。
2 基因枪技术在肿瘤基因治疗中的应用
2.1 在基因疫苗研制中的应用
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长期以来，人们期盼能研制出肿瘤疫苗，象用疫苗防治某些传染病一样防治癌症，但由于肿瘤源于自身组织，缺乏特异性抗原而使研制肿瘤疫苗十分困难。基因工程技术的发展，给生产肿瘤疫苗带来新的希望。将具有免疫调节作用的细胞因子基因导入肿瘤细胞并使之表达，这种肿瘤细胞能诱导机体产生特异性抗肿瘤作用，称之为肿瘤基因疫苗(简称瘤苗)。以往在瘤苗的制备中通常采用病毒性基因转移方法，但由于病毒载体的安全性问题，限制了它在该领域的应用。基因枪技术作为一种纯物理的基因转移方法，能高效、安全地表达外源基因，且无需患者肿瘤切除标本长期在体外培养，因而在该领域中表现出很大的优势〔5〕。
2.1.1 介导GM-CSF基因转移：基因修饰的自体肿瘤细胞疫苗已被证实为一种有效的肿瘤治疗方法。Seigen等〔6〕将12例原发性或继发性肾细胞癌患者手术切除的1 cm3肿瘤组织进行体外培养建立原代细胞系，并应用基因枪技术将携带有人类粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(hGM-CSF)的质粒DNA转移入1×107放射后失去增殖能力的瘤细胞，24 h后酶链免疫吸附实验(ELISA)证实细胞培养液上清中hGM-CSF的含量明显升高(平均330 ng/106个细胞)，并计划将此方法用于转移性肾细胞癌的临床Ⅰ期试验。然而大多数人类原发性肿瘤(如骨髓瘤)在基因枪转染后并不能产生高水平的GM-CSF。为克服这一难题，用照射后灭活的小鼠骨髓瘤MPC 11提供肿瘤抗原，结合被基因枪转染GM-CSF的鼠成纤维细胞(250 ng/106细胞)提供细胞因子，共同免疫动物，可取得理想的抑瘤效果〔7〕。临床Ⅰ期研究中，为明确癌症患者接种转移有GM-CSF基因并放射灭活的肿瘤细胞后的毒副反应，Mahvi等〔8〕从黑色素瘤或肉瘤患者获取新鲜肿瘤组织，经体外照射后用基因枪导入GM-CSF，并将处理后的瘤细胞注射到患者皮内，接种后第3和第14天手术切除接种部位组织，以评估GM-CSF产量及免疫效应细胞的浸润情况，第25天进行DTH检测。结果证实，患者接种瘤苗后肿瘤消退，接种部位GM-CSF含量明显增多，并未出现局部或全身毒性症状。
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2.1.2 介导同种异体MHC基因转移：Hui等〔9〕设计了一种以高压空气作为动力，用于体内基因免疫的基因枪装置，并介导同种异体H-2Kb DNA直接转移入AKR/J鼠体内的K36肿瘤细胞。发现外源性H-2Kb基因的表达可导致K36肿瘤的消退，并且与继发性CTL对K36肿瘤细胞的抑制作用有关。进一步研究表明，携带有H-2Kb基因的瘤细胞可刺激产生同种异体CTL反应和肿瘤特异性继发CTL反应，而丝裂霉素C处理的肿瘤细胞只能诱发肿瘤特异性继发CTL反应。说明基因枪介导同种异体MHC基因转移入瘤细胞可诱发机体产生CTL反应，增强全身性抗肿瘤免疫。
2.2 在基因修饰的免疫治疗中的应用
近年来研究表明，自体免疫系统对肿瘤是有反应的。将编码细胞因子的基因导入细胞使它在体内持续分泌一定量的细胞因子，可直接杀伤肿瘤细胞或通过细胞因子网络刺激机体的免疫系统达到消除肿瘤的目的，称为基因修饰的肿瘤免疫治疗。迄今，基因枪已介导多种细胞因子基因的转移，并取得了较好的抑瘤效果〔10〕。
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2.2.1 介导IL-12基因转移：IL-12被认为具有抗血管生成作用和免疫活性，因而可抑制肿瘤生长〔11〕。据Wang等〔12〕报道，基因枪介导IL-12 cDNA转移入死亡率极高的原发性血管肿瘤的瘤周区域，可使肿瘤体积缩小到1/7.5，实验鼠生存时间延长3倍；皮肤中IL-12升高的同时，血清中IFN-γ、TNF-α水平和瘤体中T淋巴细胞、自然杀伤细胞(NK)的比例均有所增高，并诱导了肿瘤细胞的凋亡；而基因枪介导IL-12 cDNA转移对胸腺缺乏的荷瘤裸鼠的肿瘤体积、生存时间影响较小。提示在上述过程中T细胞介导的免疫反应是发挥作用的前提。另外，有人比较了基因枪介导的IL-12 cDNA皮肤原位转移和全身性IL-12蛋白治疗的毒副作用，发现两者虽都可以抑制皮肤内Meth A肉瘤的生长，但全身性IL-12给药的死亡率较高，IL-12原位转移后无体重减轻、脾肿大等明显毒副作用，而且血中IFN-γ水平是全身性IL-12给药的300～1 000倍〔11〕。Turner等〔13〕比较了几种携带有细胞因子(IL-2、IL-4、IL-6、IL-12、IFN-γ、GM-CSF)的质粒经基因枪介导入鼠肿瘤组织后的抑瘤效应，发现IL-12基因治疗较其他细胞因子更为有效，IL-12的强烈抗癌免疫反应被荷瘤鼠淋巴结染色后观测到的CD8+T淋巴细胞聚集所证实。而且，实验鼠经IL-12基因转移后不但消除了局部肿瘤，对远处未经处理的肿瘤组织亦有抑制作用，且并无明显的毒性症状。
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2.2.2 介导IFN-α基因转移：将IFN-α基因稳定地转移入肿瘤细胞，可诱导抑瘤免疫反应，导致肿瘤消除。为探索癌症IFN-α基因治疗的临床应用方法，Tuting等〔14〕应用荷瘤鼠模型比较了两种可产生高水平、具有生物活性的IFN-α的基因转移方法：一种是用逆转录病毒作载体将IFN-α基因转移入纤维母细胞，另一种是基因枪介导的IFN-α基因肿瘤细胞转移。结果表明，逆转录病毒介导组IFN-α产量为每24 h 2 000～5 000 u/106个细胞，基因枪介导组IFN-α产量每24 h则高达20 000 u/106个细胞。说明两种方法均可作为IFN-α基因转移途径，但基因枪的转移效率较高，并且简便易行，避免了逆转录病毒致癌、致突变的危险，因而被认为更适合于临床应用。
2.3 在介导促凋亡基因转移中的应用
肿瘤是多种癌基因激活和(或)抑癌基因失活导致细胞过度增殖和凋亡异常的结果。应用基因转移技术，将促凋亡基因导入肿瘤细胞以加速其程序性死亡(PCD)过程，已成为人们防治肿瘤的有效方法。为明确鳞状细胞癌(SCC)组织中Bax基因(凋亡相关基因bcl-2家族中的促凋亡成分)表达对癌细胞对化疗药物敏感性的影响，Sugimoto等〔15〕应用基因枪介导Bax基因转移入SCC(免疫组织化学证实有Bax过表达)，结果抑制了对顺铂(CDDP)耐药的鼠SCC的生长，而且当Bax基因转移与皮下注射CDDP(3 d/次)联用时抑瘤效果更为明显。这说明Bax基因可提高癌细胞对CDDP的敏感性，而基因枪可作为该基因体内转移的有效方法。
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3 存在问题及展望
综上所述，基因枪作为一种纯物理的基因转移方法，已成功地介导多种目的基因的体内外转移，在肿瘤基因治疗中发挥着重作用，但也存在着一些问题：①基因枪对靶细胞或靶组织进行轰击后，残留金属颗粒对机体的长期安全性有待进一步证实；②基因枪在体外培养细胞和直接体表应用中十分方便，但在机体内部器官或组织的基因治疗中使用还有一定难度，能否设计出一种内窥镜式的基因枪装置有待研究；③目前，基因枪多介导单基因的转移，而在多基因联合转移及其协同效应的研究方面报道较少；④基因枪介导治疗基因转移的确切作用机制有待进一步探讨。上述问题的解决，必将使基因枪技术在肿瘤基因治疗(尤其是防治局部肿瘤复发方面)中发挥出更大的活力，展现出诱人的实验研究和临床应用前景。
参考文献
1，Harimoto K,Sugimura K,Lee C R,et al.In vivo gene transfer methods in the bladder without viral vectors.Br J Urol,1998,81:870～874
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4，Yang N S,Sun W H,McCabe D.Developing particle-mediated gene-transfer technology for research into gene therapy of cancer.Mol Med Today,1996,2:476～481
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6，Seigne J,Turner J,Diaz J,et al.A feasibility study of gene gun mediated immunotherapy for renal cell carcinoma.J Urol,1999,162:1259～1263
7，Turner J G,Tan J,Crucian B E,et al.Broadened clinical utility of gene gun-mediated,granulocyte-macrophage colony-stimulaing factor cDNA-based tumor cell vaccines as demonstrated with a mouse myeloma model.Hum Gene Ther,1998,9:1121～1130
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8，Mahvi D M,Sondel P M,Yang N S,et al.Phase I/IB study of immunization with autologous tumor cells transfected with the GM-CSF gene by particle-mediated transfer in patients with melanoma or sarcoma.Hum Gene Ther,1997,8:875～891
9，Hui K M,Chia T F.Eradication of tumor growth via biolistic transformation with allogeneic MHC genes.Gene Ther,1997,4:762～767
10，Sun W H,Burkholder J K,Sun J,et al.In vivo cytokine gene transfer by gene gun reduces tumor growth in mice.Proc Natl Acad Sci USA,1995,92:2889～2893
, 百拇医药
11，Rakhmilevich A L,Timmins J G,Janssen K,et al.Gene gun-mediated IL-12 gene therapy induces antitumor effects in the absence of toxicity:a direct comparsion with systemic IL-12 protein therapy.J Immunother,1999,22:135～144
12，Wang G,Quevedo M E,Lannuttii B J,et al.In vivo gene therapy with interleukin-12 inhibits parimary vascular tumor growth and induces apoptosis in a mouse model.J Invest Deamatol,1999,112:775～781
13，Rakhmilevich A L.Janssen K,Turner K,et al.Cytokine gene therapy of cancer using gene gun technology:superior antitumor activity of interleukin-12.Hum Gene Ther,1997,8:1303～1311
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14，Tuting T,Gambotto A,Baar J,et al.Interferon-alpha gene therapy for cancer:retroviral transduction of fibroblasts and particle-mediated transfection of tumor cells are both effective stategies for gene deliveray in murine tumor models.Gene Ther,1997,4:1053～1060
15，Sugimoto C,Fujieda S,Seki M,et al.Apoptosis-promoting gene(bax)transfer potentiates sensitivity of squamous cell carcinoma to cisplatin in vitro and in vivo.Int J Cancer,1999,82:860～867
(收稿日期：2000-03-09), http://www.100md.com