楊夏茵，徐應軍，張桂東

冠狀動脈粥樣硬化性疾病(冠心病)已經成為嚴重危害人類生命的疾病之一，冠狀動脈介入技術的應用減少了患者心絞痛的癥狀發(fā)作，改善了患者的生活質量，但卻無法根本改變動脈粥樣硬化發(fā)展的進程。近年來，隨著基因工程技術的發(fā)展和成熟，逐漸誕生了冠心病基因治療的新途徑。據(jù)統(tǒng)計，過去10年的基因治療的臨床病例中，有8%的病例是與冠心病治療相關，基因治療冠心病方面表現(xiàn)出了良好的效果［1］，如美國基因治療冠心病治愈率從1994年的3%升至2010年的17%［2］。隨著治愈率的增加，基因治療冠心病的類型也出現(xiàn)新的突破，已經從原來的單基因遺傳的冠心病擴展至多基因的心血管疾病，如高血壓和腦卒中等。冠心病的基因治療逐步顯現(xiàn)出光明的前景。

1 冠心病基因治療的相關領域

冠心病的基因治療涉及了治療冠心病的各個方面，如動脈粥樣硬化的基因治療、血管生成的基因治療和血管成形術后再狹窄的基因治療等［3］。其中血管生成的基因治療目前發(fā)展最快，且已經大量應用于臨床試驗，可望成為未來疾病治療中最可行的領域。

1.1動脈粥樣硬化的基因治療近年來研究表明，動脈粥樣硬化與內膜損傷及炎癥機制密切相關，進而發(fā)生一系列的細胞增殖、脂質沉積以及斑塊形成等過程，最終導致典型的動脈粥樣硬化。當前動脈粥樣硬化的治療研究還主要在動物實驗階段，在人體內環(huán)境中的治療作用和效果尚未得到證實［4］。涉及的主要方面包括脂代謝異常及動脈粥樣硬化形成機制(細胞損傷、細胞增殖和炎癥等)的干預及介入治療。主要是通過有治療作用的目的基因轉入患者相關器官或組織中，繼而目的基因在體細胞內進行適度的表達，以達到治療或延緩動脈粥樣硬化進程的目的［5］。

1.2血管生成的基因治療血管再生機制以及血管生長因子促血管生成作用的發(fā)現(xiàn)是近10年來的研究熱點，并在臨床上得到了廣泛的應用。血管生長因子可以促進新生血管再生和建立缺血組織的側支循環(huán)，對冠心病的治療效果有很大的促進作用。在基礎和臨床研究中關注最多的生長因子基因主要有:血管內皮生長因子(VEGF)基因［6］、成纖維細胞生長因子(FGF)基因［7］、干細胞生長因子(HGF)基因［8］、促血管生成因子-1基因等。血管再生基因治療主要目的是促進缺血組織側支血液循環(huán)的建立，在治療冠心病中已顯示了良好的效果［9-10］。

VEGF是血管內皮細胞特異性的肝素結合生長因子，能夠刺激血管內皮細胞的有絲分裂和血管的發(fā)生，提高單層內皮的通透性，在體內誘導血管新生。VEGF基因治療是上世紀90年代以來研究最有進展的治療方法，在動物體內和人體內進行了一系列的研究和應用，表明其具有增加血管的通透性、促進血管生成、擴張冠狀動脈、降低心輸出量和每搏輸出量等作用［11-14］，目前已經明確VEGF的基因治療可應用于冠心病患者的治療，將來可能廣泛應用于臨床。

FGF可刺激內皮細胞、平滑肌細胞、成纖維細胞、表皮細胞等多種細胞的增殖;其促血管新生的主要作用在于促進血管內皮細胞增殖，促進對基底膜有降解作用的蛋白酶的釋放及血管內皮細胞形成管腔［15］。FGF基因治療冠心病的有效性和研究熱度次于VEGF基因治療。FGF蛋白治療冠心病的效果較安慰劑的效果顯著增加，但轉入細胞的FGF基因表達后無法分泌至細胞外發(fā)揮生物學功能，是其基因治療的一大缺陷。針對這一缺陷，有研究者通過引入信號肽使表達的FGF蛋白可分泌至細胞外，從而發(fā)揮功能［16］。這一做法成功地將FGF基因治療應用于冠心病的臨床治療中。

HGF是由α亞基和β亞基通過二硫鍵而組成的異源二聚體，主要有三種:肝源性細胞生長因子、細胞源性細胞生長因子和血源性細胞生長因子。基礎研究表明，通過腺病毒載體構建表達HGF的病毒載體導入缺血大鼠心肌后，大鼠心肌缺血癥狀明顯改善［17］。另有研究，采用心臟缺血模型比較HGF和VEGF的功效發(fā)現(xiàn):①VEGF具有使血管通透性過強的副作用，而HGF不具有這一缺點;②HGF具有更強的促血管再生功能。

促血管生成因子-1是RNA酶家族的一類蛋白，具有RNA酶活性的血管生成因子。通過血管微結構研究發(fā)現(xiàn)促血管生成因子-1較VEGF、FGF和HGF促進的新生血管生成更完整，而VGEF促進生成的新生血管的通透性增加［18］。促血管生成因子-1常與其他血管生成因子基因聯(lián)合治療，有研究將促血管生成因子-1和VEGF基因聯(lián)合使用，促血管生成因子-1的持久穩(wěn)定促血管生成功能和VEGF血管通透性過強可相互補充［19］。這一治療效果在大鼠下肢動脈閉塞模型中得到證實。聯(lián)合治療方案將可能是未來血管生成因子-1基因治療重要選擇。

1.3血管成形術后再狹窄的基因治療血管成形術后再狹窄的問題是目前臨床上較難解決的問題，一直困擾著醫(yī)生。血管成形術后再狹窄的機制主要包括血管的彈性回縮、血管內膜增生和血管重構。血管成形術后再狹窄的基因治療有三個層次:一是引入反義寡核苷酸阻斷蛋白質合成，從而抑制血管平滑肌細胞增殖;二是導入外源性基因產生細胞毒作用，促使細胞凋亡;三是構建基因工程細胞減輕創(chuàng)傷反應。從分子水平來看，血管成形術后內膜的異常增生與內皮細胞損傷、血小板粘附、局部炎癥反應、細胞的增殖和遷移有關，涉及多種生長因子和細胞因子的作用以及各種細胞周期調節(jié)蛋白的異常表達，因此再狹窄的防治可從這些環(huán)節(jié)入手。2001至2002年，雷帕霉素涂層支架預防再狹窄的臨床試驗取得了驚人的成功［20］，對血管再狹窄基因治療的研究有很大的沖擊，同時也提示尋找再狹窄發(fā)生發(fā)展過程中新的關鍵基因仍將是基因治療研究中的主要方面。由于血管內膜增生在支架內再狹窄的發(fā)生中發(fā)揮主要作用，因此針對內膜增殖的基因療法有可能對支架內再狹窄的防治有較為顯著的療效。目前隨著對血管成形術后再狹窄生理機制研究的逐漸深入，以及治療基因、基因遞送系統(tǒng)和基因載體的進一步發(fā)展完善，基因治療也可能成為防治血管成形術后再狹窄做出貢獻［21］。

2 基因治療冠心病的方法

2.1載體系統(tǒng)的選擇目前基因治療載體有兩類:病毒型和非病毒型載體。病毒型載體具有免疫原性，而且在體內會引發(fā)安全隱患，需要進行反復認證或者官方認證才能得到應用。非病毒型載體雖然安全可靠，但其進入細胞內的效率即轉染效率低而影響基因治療效果。冠心病臨床試驗或基礎研究采用的基因載體主要有質粒和腺病毒。質粒屬于非病毒載體，是包括啟動子、中止信號的雙螺旋DNA。由于螺旋DNA轉染效率會很低，因此在做基因治療時需要借助不同的轉染方法或導入途徑進行實施，其免疫原性低不會產生免疫抵抗而被應用于冠心病的治療。與腫瘤治療不同，冠心病中不再重視病毒型載體的治療，裸露的DNA質粒治療被廣泛應用。FDA的一項報道中得出，冠心病基因治療中的39%的治療方案是采用的質粒載體［22］。雖然病毒型載體雖有免疫原性和安全等問題，但是迄今為止有仍有53%臨床亞牛應用腺病毒載體進行VEGF等基因治療，且并未發(fā)現(xiàn)嚴重的副作用。因此在相當長的時間內，病毒型載體在心血管病，包括冠心病的基因治療中還將占有較大的比重。

2.2目的基因的導入方法基因導入可以是通過載體將目的基因直接導入受體心肌，也可以是通過載體首先導入體外培養(yǎng)的自體或異體細胞，再將表達有外源目的基因的細胞回輸給受者。目前冠心病的基因治療主要是選擇將目的基因直接導入受體心肌。常用的方法和技術手段主要有靜脈注射法、冠狀動脈內灌注法、心肌內注射法、心包轉移法等［5］。靜脈注射法是最簡便的方法，但組織特異性差，載體用量較大，會導致外源基因進入非靶器官;冠狀動脈內灌注法操作簡便、創(chuàng)傷小，直接通過股動脈穿刺，插入造影導管達冠狀動脈竇口后將攜有目標基因的載體注入，此方法不會引起炎癥反應，但仍然會造成基因隨血行播散至細胞外組織造成非特異性表達;心肌內注射法具有一定的特異性，操作失敗的風險較大，目前較少應用;心包轉移法與心肌內注射法類似，目前在臨床上應用較少。

3 總結與展望

冠心病的基因治療研究已經取得了令人矚目的進展，但仍存在很多需要深入研究的問題，如治療基因的選擇和篩選、載體的選擇、疾病機制與基因治療的關聯(lián)性研究、載體導入途徑的研究等。而對于已經構建的載體，還需要探討載體安全性、載體劑量、導入途徑和治療方案等問題。尋找新的治療基因、更理想的基因載體、更安全有效的基因轉移途徑仍然是進一步研究的重點，而與其它傳統(tǒng)或新興的治療手段的結合也將是基因治療在臨床應用的重要方式。

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