基因诊断与基因治疗

基因工程在医学上的应用

基因工程及其在医学中的应用 摘要: 作为生物工程技术的核心，及新工程的发展与应用，在医学方面有着非 同凡响的影响。本文首先回顾了基因工程的发展简史，然后在基因工程制药，抗病毒疫苗，疾病治疗及基因诊病等方面综述了基因工程在医学中的应用。基因工程将给医药方面带来更美好的前景。 关键词:基因工程医学应用 1 前言： 分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学，是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学又是生命科学中进展迅速的前沿学科，它的理论和技术已经渗透到其他基础生物学科的各个领域，它的主要核心内容是通过生物的物质基础---核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用的运动规律的研究来阐明生命分子基础，从而探讨生命的奥秘。这门课与基因工程关系很大，主要讲了核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能以及它们之间的相互作用。近年来，随着生物技术的飞速发展，分子生物学在较多领域得以应用。其中在核酸，基因方面医学中的发展迅猛。基因工程在制药，抗病菌疫苗发展前景较广，在疾病治疗及诊断对人们生活影响较大。本文将对基因工程的发展及其在医学中的应用作简单的阐述。 2 基因工程的发展 基因工程又叫遗传工程，是分子遗传学和工程技术相结合的产物，是生物技术的主体。基因工程是指用酶学方法将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组因子转入受体细胞，使异源基因在其中复制并表达，从而改造生物特性，生产出目标产物的高新技术。 1857年至1864年，孟德尔通过豌豆杂交试验，提出了生物体的性状是由遗传基因子控制的。1909年，丹麦生物学家约翰生首先提出基因一词代替孟德尔的遗传因子。1910年至1915年，美国遗传学家摩尔根通过果蝇实验，首次将代表某一性状的基因同特定的染色体联系起来，创建了基因学说。直到1944年，美国微生物学家埃弗里等通过细菌转化研究，证明基因的载体是DNA而不是蛋白质，从而确立了遗传的物质基础。1953年，美国的遗传学家华生和英国的生物学家克里克揭示了DNA分子双螺旋模型和半保留复制机理，解决了积阴德自我复制和传递问题。开辟了分子生物学的研究时代。之后，1958年克里克确立了中心法则。1961年雅各和莫诺德提出的操纵子学说以及说有64种密码子的破译，成功的揭示了遗传信息的流向和表达问题，为基因工程的发展奠定了坚实的基础。 DNA分子的切除与连接，基因的转化技术，还有诸如核酸分子杂交，凝胶电泳，DNA序列结构分析等分子生物学试验方法的进步为基因的创立和发展奠定了强有力的技术基础。 1972年，美国斯坦福大学的P.Berg构建了世界上第一个重组分子，发展了DNA重组技术，并因此获得了1980年的诺贝尔学奖。1983年，美国斯坦福大

基因诊断与基因治疗

第二十一章基因诊断与基因治疗 基因诊断与基因治疗能够在比较短的时间从理论设想变为现实，主要是由于分子生物学的理论及技术方法，特别是重组DNA技术的迅速发展，使人们可以在实验室构建各种载体、克隆及分析目标基因。所以对疾病能够深入至分子水平的研究，并已取得了重大的进展。因此在20世纪70年代末诞生了基因诊断(gene diagnosis)；随后于1990年美国实施了第一个基因治疗(gene therapy)的临床试验方案。可见，基因诊断和基因治疗是现代分子生物学的理论和技术与医学相结合的范例。 第一节基因诊断 一. 基因诊断的含义 传统对疾病的诊断主要是以疾病的表型改变为依据，如患者的症状、血尿各项指标的变化，或物理检查的异常结果，然而表型的改变在许多情况下不是特异的，而且是在疾病发生的一定时间后才出现，因此常不能及时作出明确的诊断。现知各种表型的改变是由基因异常造成的，也就是说基因的改变是引起疾病的根本原因。基因诊断是指采用分子生物学的技术方法来分析受检者的某一特定基因的结构（DNA水平）或功能（RNA水平）是否异常，以此来对相应的疾病进行诊断。基因诊断有时也称为分子诊断或DNA诊断(DNA diagnosis)。基因诊断是病因的诊断，既特异又灵敏，可以揭示尚未出现症状时与疾病相关的基因状态，从而可以对表型正常的携带者及某种疾病的易感者作出诊断和预测，特别对确定有遗传疾病家族史的个体或产前的胎儿是否携带致病基因的检测具有指导意义。 二. 基因诊断的原理及方法

（一）基因诊断的原理 疾病的发生不仅与基因结构的变异有关，而且与其表达功能异常有关。基因诊断的基本原理就是检测相关基因的结构及其表达功能特别是RNA产物是否正常。由于DNA的突变、缺失、插入、倒位和基因融合等均可造成相关基因结构变异，因此，可以直接检测上述的变化或利用连锁方法进行分析，这就是DNA诊断。 对表达产物mRNA质和量变化的分析为RNA诊断(RNA diagnosis)。 （二）基因诊断的方法 基因诊断是以核酸分子杂交(nucleic acid molecular hybridization)和聚合酶链反应（PCR）为核心发展起来的多种方法，同时配合DNA序列分析，近年新兴的基因芯片可能会发展成为一种很有用的基因诊断方法。 1.DNA诊断 常用检测致病基因结构异常的方法有下列几种。 ⑴斑点杂交：根据待测DNA 样本与标记的DNA探针杂交的图谱，可以判断目标基因或相关的DNA片段是否存在，根据杂交点的强度可以了解待测基因的数量。 ⑵等位基因特异的寡核苷酸探针（allele-specific oligonucleotide probe, ASO probe）杂交：是一种检测基因点突变的方法，根据点突变位点上下游核苷酸序列，人工合成约19个核苷酸长度的片段，突变的碱基位于当中，经放射性核素或地高辛标记后可作为探针，在严格杂交条件下，只有该点突变的DNA样本，才出现杂交点，即使只有一个碱基不配对，也不可能形成杂交点。一般尚合成正常基因同一序列，同一大小的寡核苷酸片段作为正常探针。如果受检的DNA样本只能与突变ASO探针，不与正常ASO探针杂交，说明受检二条染色体上的基因都发生这种突变，为突变纯合子；如果既能与突变ASO探针又能与正常ASO探针杂交，

(完整版)高中生物选修3第一章基因工程习题及答案

高中生物选修3第一章基因工程习题 1. SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于 治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图 所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因 为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也 可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获 得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种 或多种 提供科学依据。 2. 聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术， 反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。 反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要 过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则 经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的 数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 ③ 。 3. 逆转录病毒的遗传物质RNA 能逆转录生成DNA ，并进一步整合到宿主细胞的某条染色 体中。用逆转录病毒作为运载体可用于基因治疗和培育转基因动物等。 （1）病毒在无生命培养基上不能生长，必须依靠活细胞提供 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、

基因工程在疾病治疗方面的应用

浅谈基因工程药物 基因工程药物是指用现代基因重组高科技对基因进行克隆，通过重组DNA导入大肠杆菌、酵母或动物细胞成功构建工程菌株或细胞株，在工程菌株、细胞中所表达生产的新型药物包括细胞因子、多肽类激素、溶血栓药物、疫苗、抗体、反义RNA及基因治疗药物等等多种难治疾病的基因工程药物. 基因工程药物因其疗效好、应用范围广泛、副作用小的特点成为新药研究开发的新宠。也是发展最迅速和最活跃的领域。自1982年美国Lilly公司上市了第一个基因工程产品——人胰岛素以来，至今已有基因工程药物大约140多种上市，尚处于临床试验或申报阶段的基因工程药物有500多种。当传统制药业的增长速度减慢时，基因工程制药正在加速发展，全世界基因工程药物持续6年销售额增长率都在l5％～33％，基因工程制药已成为制药业的一个新亮点[1-2]。 一.目前药物治疗的主要类型 1.胰岛素至今仍是临床上治疗糖尿病最有效的方法。 过去，胰岛素主要从猪等大家畜胰腺中提取。从一头猪的胰腺中只能提取出300单位胰岛素，而一个病人每天就需要40单位胰岛素，因此远远不能满足需要。 基因工程技术一问世，科学家就想到利用该技术来解决胰岛素药源不足的问题。他们首先要找到胰岛素基因，在人的胰岛细胞里有一段特定结构的DNA分子指挥着胰岛素的合成，然后又找到在人的大肠里存在对人体无害的大肠杆菌。把人的胰岛素基因转入到大肠杆菌的细胞中，随着大肠杆菌的繁殖，胰岛素基因

也一代代的遗传下去。大肠杆菌繁殖速度相当快，大约20分钟就能繁殖一代，把它放到大型的发酵罐里进行人工培养，就可以大量繁殖，并且生产出大量人的胰岛素。 1981年，基因重组人胰岛素产品正式投入市场，大肠杆菌成了名副其实的生产胰岛素的“活工厂”，胰岛素供不应求的问题彻底解决了 胰岛素是治疗糖尿病的特效药，长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素，其产量之低和价格之高可想而知。将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌，每2000L培养液就能产生100g胰岛素!大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题 2.干扰素： 是哺乳动物细胞在诱导下产生的一种淋巴因子，能够加强巨噬细胞的吞噬作用和对癌细胞的杀伤作用，抑制病毒在细胞内的增殖，用于肿瘤和其他病毒病的治疗。基因工程干扰素干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”!过去从人血中提取，300L血才提取1mg!其“珍贵”程度自不用多说。基因工程人干扰素α-2b(安达芬)是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b，具有抗病毒，抑制肿瘤细胞增生，调节人体免疫功能的作用，广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗，是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。 生长激素人体生长激素能够治疗侏儒症和促进伤口愈合，动物生长激素能够加速畜禽生长发育。目前，人和动物的生长激素基因都已经在大肠杆菌中成功表达．在医学和畜牧业领域取得了很好的应用效果。

基因工程在医药工业中的的应用

基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用基因工程及其在医学中的应用 摘要: 作为生物工程技术的核心，及新工程的发展与应用，在医学方面有着非同凡响的影响。本文首先回顾了基因工程的发展简史，然后在基因工程制药，抗病毒疫苗，疾病治疗及基因诊病等方面综述了基因工程在医学中的应用。基因工程将给医药方面带来更美好的前景。关键词关键词关键词关键词: 基因工程医学应用1 前言前言前言前言：分子生物学主要是从分子水平上阐述生命现象和本质的科学，是现代生命科学的“共同语言”。分子生物学又是生命科学中进展迅速的前沿学科，它的理论和技术已经渗透到其他基础生物学科的各个领域，它的主要核心内容是通过生物的物质基础---核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能及其相互作用的运动规律的研究来阐明生命分子基础，从而探讨生命的奥秘。这门课与基因工程关系很大，主要讲了核酸、蛋白、酶等生物大分子的结构、功能以及它们之间的相互作用。近年来，随着生物技术的飞速发展，分子生物学在较多领域得以应用。其中在核酸，基因方面医学中的发展迅猛。基因工程在制药，抗病菌疫苗发展前景较广，在疾病治疗及诊断对人们生活影响较大。本文将对基因工程的发展及其在医学中的应用作简单的阐述。2 基因工程的发展基因工程的发展基因工程的发展基因工程的发展基因工程又叫遗传工程，是分子遗传学和工程技术相结合的产物，是生物技术的主体。基因工程是指用酶学方法将异源基因与载体DNA在体外进行重组，将形成的重组因子转入受体细胞，使异源基因在其中复制并表达，从而改造生物特性，生产出目标产物的高新技术。1857年至1864年，孟德尔通过豌豆杂交试验，提出了生物体的性状是由遗传基因子控制的。1909年，丹麦生物学家约翰生首先提出基因一词代替孟德尔的遗传因子。1910年至1915年，美国遗传学家摩尔根通过果蝇实验，首次将代表某一性状的基因同特定的染色体联系起来，创建了基因学说。直到1944年，美国微生物学家埃弗里等通过细菌转化研究，证明基因的载体是DNA 而不是蛋白质，从而确立了遗传的物质基础。1953年，美国的遗传学家华生和英国的生物学家克里克揭示了DNA分子双螺旋模型和半保留复制机理，解决了积阴德自我复制和传递问题。开辟了分子生物学的研究时代。之后，1958年克里克确立了中心法则。1961年雅各和莫诺德提出的操纵子学说以及说有64种密码子的破译，成功的揭示了遗传信息的流向和表达问题，为基因工程的发展奠定了坚实的基础。DNA分子的切除与连接，基因的转化技术，还有诸如核酸分子杂交，凝胶电泳，DNA序列结构分析等分子生物学试验方法的进步为基因的创立和发展奠定了强有力的技术基础。1972年，美国斯坦福大学的P.Berg构建了世界上第一个重组分子，发展了DNA重组技术，并因此获得了1980年的诺贝尔学奖。1983年，美国斯坦福大学的S.Chen等人也成功的进行了另一个体外DNA重组试验并发现了细菌间性状的转移。这是基因工程发展史上第一次成功实现重组转化成功的例子，基因工程从此诞生了。基因工程问世近30年，不论是基因理论研究领域，还是在生产实践中的应用，均已取得了惊人的成绩。给国民经济的发展和人类社会的发展带来了深远而广泛的影响。3 基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用基因工程在药学方面的应用运用基因工程技术对基因的转导和整合来获取新的抗体，及新药的制取及研究都具有较高效益；基因技术在诊断疾病及刑事案件的侦破方面发挥着不可小觑的力量，因此基因工程在药学发展有着深远影响。 3.1 基因工程制药基因工程制药基因工程制药基因工程制药基因工程制药开创了制药工业的新纪元，解决了过去不能生产或者不能经济生产的药物问题。现在，人类已经可以按照需要，通过基因工程生产出大量廉价优质的新药物和诊断试剂，诸如人生长激素、人的胰岛素、尿激酶、红细胞生成素、白细胞介素、干扰素、细胞集落刺激因子、表皮生长因子等。令人振奋的是，具有高度特异性和针对性的基因工程蛋白质多肽药物的问世，不仅改变了制药工业的产品结构，而且为治疗各种疾病如糖尿病、肾衰竭、肿瘤、侏儒症等提供了有效的药物。 3.2 基因工程抗病毒疫苗基因工程抗

基因工程之基因治疗

基因治疗 摘要: 生物技术在生命科学领域扮演者重要得角色,基因治疗在治疗方面,将新得遗传物质转移到某个个体得体细胞内使其获得治疗效果;在基因工程方面,将正常得有功能得基因置换或增补缺陷基因。近些年来,已对若干人类单基因遗传病与肿瘤开展了临床得基因治疗。基因治疗作为治疗疾病得一种新手段,正愈来愈受到人们得重视与关注。 关键词:基因工程基因治疗基因 一、基因治疗得历史 随着DNA双螺旋结构得发现与以DNA重组技术为代表得现代分子生物学技术得发展以及人类对疾病认识得不断深入,越来越多得证据证明,多种疾病与基因得结构或功能改变有关,因而萌生了从基因水平治疗疾病得念头与梦想。 早在1968年,美国科学家发表了“改变基因缺损:医疗美好前景”得文章,首次在医学界提出了基因疗法得概念。1989年美国批准了世界上第一个基因治疗临床试验方案。1990年美国NIH得Frenuch Anderson博士开始了世界上第一个基因治疗临床试验,用腺苷酸脱氨酶基因治疗了一位ADA基因缺陷导致得严重免疫缺损得四岁女孩,并获得成功[1]。 1994年美国科学家利用经过修饰得腺病毒为载体,成功地将治疗遗传性囊性纤维化病得正常基因cfdr 转入患者肺组织中。2000年,法国巴黎内克尔儿童医院利用基因治疗,使数名有免疫缺陷得婴儿恢复了正常得免疫功能,取得了基因治疗开展近十年最大得成功[2]。 2004年1月,深圳赛百诺基因技术有限公司将世界第一个基因治疗产品重组人p53抗癌注射液正式推向市场,这就是全球基因治疗产业化发展得里程碑[3]。迄今报道已有数千例基因治疗患者,病种主要就是恶性肿瘤、艾滋病、血友病B、病毒性肝炎等等。 二、基因治疗得概念 基因治疗就是指向有功能缺陷得细胞补充相应得基因,以纠正或补偿其基因缺陷,从而达到治疗得目得。 广义得说,基因治疗就就是应用基因或基因产物治疗疾病得一种方法。狭义得说,基因治疗就是把外界得正常基因或治疗基因,通过载体转移到人体得靶细胞,进行基因修饰与表达,治疗疾病得一种手段。

关于基因工程在医药领域发展以及前景的若干思考

关于基因工程在医药领域双重性的若干思考 （政法1102班111070043 黄光志序号3）【摘要】基因工程作为一门理论性与实践性的较强的学科，其方法与技术已经渗透到现代生命科学的各个分支领域，成为生命科学的一门核心技术。基因工程包含许多独特的实验方法和技术，不仅内容丰富，涉及面广，实用性也强。基因工程技术广泛应用于农业、医学、食品工业等。本文主要阐述基因工程在制药领域的应用，包括生物制药、基因诊断、基因治疗的应用及其前景，同时事物具有双重性，认识基因工程的一些问题，趋利避害，让基因工程能带给我们更多福音。 【关键词】基因工程；医药领域；生物制药；基因诊断；基因治疗 [Abstract] Emphasizing both on practice and theory, genetic engineering has been applied to various fields of life science in terms of its methods and technologies and becomes the core technology of life science. Genetic engineering consists of many unique experiment methods and technologies and is highly and widely practiced in agriculture, medical science, and food industry and so on. This thesis will focus on its applications in pharmacy, including biopharming, genetic diagnose and gene therapy as well their prospects. As each coin has two sides, it is important to realize the deficiencies of genetic engineering. Only if the genetic engineering is made use of in the right way will it truly benefit us. [Key words] Genetic engineering; Medical field; Biological pharmaceutical; Gene diagnosis; Gene therapy 基因为DNA中的一部分，虽然只占整个DNA质量的2%～4%,却主宰着人类由生到死的整个生命旅程。基因工程是指人工使某特定基因（目的基因）经载体携带，进入某生物细胞并重组入其DNA分子中，经筛选、纯化、扩增，并使之表达出人类所需要的蛋白质或对人类有益的生物性状的技术。伴随“人类基因组序列”分析工作的完成，基因工程会在各领域给人类带来福音，目前基因工程已经应用在医学、农业生产、环境科学等诸多领域。本文主要探究基因工程在医学领域方面的发展以及其前景，面对其出现的一些问题，展望其未来，希望随着科学技术的发展，基因工程能给我们带来更多的福音。 一、基因工程的概况 基因工程(genetic engineering)又称基因拼接技术或DNA重组技术，是在在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，按照人们的想法，以分子遗传学为理论基础，以分子生物学

最新高中生物(人教版)同步习题：1-2基因诊断与基因治疗(选修2)及答案解析

第2节基因诊断与基因治疗 (时间：30分钟满分：50分) 难度及题号 考查知识点及角度 基础中档稍难 基因诊断 2 1 基因芯片3、7 4 基因治疗5、6 8 一、选择题(共6小题，每小题4分，共24分) 1．用DNA探针诊断疾病的具体方法是()。 A．与被测样品的DNA碱基序列做比较 B．与被测样品的DNA分子重组 C．与被测样品的DNA分子杂交 D．A、B、C三种方法均可 解析基因诊断是指用标记的DNA分子做探针，利用DNA分子杂交原理， 与待测样品DNA杂交，从而推测待测DNA序列。 答案 C 2．对某些传染性疾病(例如SARS)的诊断的困难在于病原体数量在初期极少，因此稳定、可靠而快捷的检测手段是()。 A．病毒的大量培养B．患者体内相关抗体的检测 C．PCR技术扩增D．临床症状确诊 解析对于病原体数量极少的待测样本，可利用PCR技术，对待测核酸进行 PCR技术扩增，获得大量核酸。 答案 C 3．基因芯片()。 A．是计算机上的微处理器 B．只能少量地对DNA分子的碱基序列进行测定和定量分析 C．是将少量DNA片段有序地固定在尼龙膜、玻片或硅片上 D．是一种高密度的DNA阵列 解析基因芯片是将大量特定序列的DNA片段(探针)有序地固定在尼龙膜、

玻片或硅片上，从而能大量、快速、平行地对DNA分子的碱基序列进行测 定和定量分析。基因芯片实际上是一种高密度的DNA阵列。 答案 D 4．下列对基因芯片的叙述中，错误的是()。 A．基因芯片可直接检测样品DNA和RNA B．基因芯片技术依据DNA分子杂交原理 C．基因芯片技术有助于发现不同个体对疾病易感性的差异 D．基因芯片技术不会造成社会负面效应 解析基因芯片技术也会造成负面效应，如基因歧视所引发的社会问题；婚姻、就业、保险等方面受到不公平的待遇；侵犯隐私权；对自己的心理、生活带来许多压力等。 答案 D 5．基因治疗的步骤是()。 ①治疗基因的表达②选择治疗基因③将治疗基因转入患者体内④选择 运输治疗基因的载体 A．②③①④B．②③④① C．③④②①D．②④③① 解析基因治疗的步骤包括选择治疗基因、选择运输治疗基因的载体、将治疗基因转入患者体内、治疗基因的表达。 答案 D 6．对基因治疗安全性的问题叙述不当的是()。 A．基因治疗中最常用的载体是病毒，它们能自我复制 B．在基因治疗中，科学家抑制逆转录病毒的某种活动防止它们引起疾病，使之能被安全地使用 C．使用病毒载体运载基因，它们可能更多地改变目标细胞 D．目的基因插入载体DNA的位置可能出现错误，导致癌症和其他损伤的产生解析基因治疗中最常用的载体为病毒，大多数基因治疗临床实验用小鼠逆转录病毒运送目的基因，其他病毒载体还包括腺病毒、痘病毒和疱疹病毒等。

基因工程之基因治疗

基因治疗 摘要： 生物技术在生命科学领域扮演者重要的角色，基因治疗在治疗方面，将新的遗传物质转移到某个个体的体细胞内使其获得治疗效果；在基因工程方面，将正常的有功能的基因置换或增补缺陷基因。近些年来，已对若干人类单基因遗传病和肿瘤开展了临床的基因治疗。基因治疗作为治疗疾病的一种新手段，正愈来愈受到人们的重视和关注。 关键词：基因工程基因治疗基因 一、基因治疗的历史 随着DNA双螺旋结构的发现和以DNA重组技术为代表的现代分子生物学技术的发展以及人类对疾病认识的不断深入，越来越多的证据证明，多种疾病与基因的结构或功能改变有关，因而萌生了从基因水平治疗疾病的念头和梦想。 早在1968年，美国科学家发表了“改变基因缺损：医疗美好前景”的文章，首次在医学界提出了基因疗法的概念。1989年美国批准了世界上第一个基因治疗临床试验方案。1990年美国NIH的Frenuch Anderson博士开始了世界上第一个基因治疗临床试验，用腺苷酸脱氨酶基因治疗了一位ADA基因缺陷导致的严重免疫缺损的四岁女孩，并获得成功[1]。 1994年美国科学家利用经过修饰的腺病毒为载体，成功地将治疗遗传性囊性纤维化病的正常基因cfdr 转入患者肺组织中。2000年，法国巴黎内克尔儿童医院利用基因治疗，使数名有免疫缺陷的婴儿恢复了正常的免疫功能，取得了基因治疗开展近十年最大的成功[2]。 2004年1月，深圳赛百诺基因技术有限公司将世界第一个基因治疗产品重组人p53抗癌注射液正式推向市场，这是全球基因治疗产业化发展的里程碑[3]。迄今报道已有数千例基因治疗患者，病种主要是恶性肿瘤、艾滋病、血友病B、病毒性肝炎等等。 二、基因治疗的概念 基因治疗是指向有功能缺陷的细胞补充相应的基因，以纠正或补偿其基因缺陷，从而达到治疗的目的。 广义的说，基因治疗就是应用基因或基因产物治疗疾病的一种方法。狭义的说，基因治疗是把外界的正常基因或治疗基因，通过载体转移到人体的靶细胞，进行基因修饰和表达，治疗疾病的一种手段。

基因工程在医学上的发展

基因工程在医学上的发展 【摘要】 基因治疗是目前最具革命性的一项医疗技术。随着人类基因组计划的顺利实施，基因治疗有望成为治疗遗传病、肿瘤、心血管病、病毒感染及其它难治性疾病的有效手段。本文从基因治疗(基因治疗的现状、肿瘤的基因治疗)、基因预防、基因治疗技术、基因治疗存在的问题和未来发展等进行综述。 【关键词】基因治疗基因预防基因治疗技术现状、问题和未来发展 人类的疾病是由于其本身的基因的核苷酸发生变化有关。近年来，基因治疗作为一种安全的、新的疾病治疗手段，在一定程度上取得了重大进展。 基因治疗 基因疗法，就是利用健康的基因来填补或替代基因疾病中某些缺失或病变的基因，目前的基因疗法是先从患者身上取出一些细胞，然后利用对人体无害的逆转录病毒当载体，把正常的基因嫁接到病毒上，再用这些病毒去感染取出的人体细胞，让它们把正常基因插进细胞的染色体中，使人体细胞就可以“获得”正常的基因，以取代原有的异常基因。 一、基因治疗的现状 生物医学的深入研究表明，人类的各种疾病都直接或间接与基因有关。因此，可认为人类的一切疾病都是“基因病”。故人类疾病可分为三大类:一类是单基因病。这类疾病只需一个基因缺陷即可发生，如腺苷脱氨基酶(ADA)缺陷症。二是多基因病。此类疾病的病因大多比较复杂，不但涉及各个基因，往往还与环境因素有关,基因缺陷和疾病表型都具有明显的多样性。Ⅰ型糖尿病、肿瘤、心血管疾病等皆属此类。三是获得性基因病。此乃病原微生物入侵所致，如艾滋病、乙型肝炎等。因此，理论上，人类所有的疾病都可采用基因治疗。 二、肿瘤的基因治疗 目前治疗癌症的基因疗法种类颇多，主要集中在免疫基因治疗、药物敏感性基因治疗、肿瘤抑制基因治疗治疗三个方面。 1免疫基因治疗 常用方法有：①细胞因子基因治疗：将某些细胞因子基因如IL拟2、IL拟4、IL拟6、B7拟1，GM拟CSF等转染肿瘤细胞后，增强机体对肿瘤细胞的免疫反应。②肿瘤抗原基因免疫治疗：将某些肿瘤抗原基因如MHC基因等转染肿瘤细胞，增强肿瘤细胞免疫原性。③反义基因治疗：应用反义核酸在转录和翻译水平，

基因工程在医学上应用

基因工程在医学上应用 深圳晶美生物工程有限公司(518034)　李　梅 基因工程是指不同生物体的脱氧核糖核酸在体外经过酶切和连接,构成重组脱氧核糖核酸分子,然后转入受体细胞,使外源基因在受体细胞中表达。人类按照这个原理,根据需要,人为地转移和重组遗传基因。基因重组是由一个脱氧核糖核酸片段掺入到另一脱氧核糖核酸分子中,这种外源基因与生物染色体的整合,使此时的外源基因伴随细胞的分裂而增殖,并在体内表达出来。一个好的外源基因的表达载体最基本的条件是:能够自我复制,并能够带动插入的外源基因一起复制;具有合适的限制性内切酶位点,这些酶切位点能够带有相应酶切位点的外源目的基因插入到基因载体上;具有合适的筛选标记,以便重组体筛选;能够有效启动插入的外源目的基因的转录、翻译和表达;在受体细胞中具有稳定性和拷贝数,以便外源目的基因的扩增和表达。由此可知,基因工程能够按照人类的设计,改变生物的遗传特性,创作新的生物类型。从这个意义上说,基因工程具有巨大的应用价值。 基因工程在医学上已得到广泛应用,并且应用领域不断被拓宽,取得了令人惊喜的成就。 1　基因工程制药 基因工程制药开创了制药工业的新纪元,解决了过去不能生产或者不能经济生产的药物问题。现在,人类已经可以按照需要,通过基因工程生产出大量廉价优质的新药物和诊断试剂,诸如人生长激素、人的胰岛素、尿激酶、红细胞生成素、白细胞介素、干扰素、细胞集落刺激因子、表皮生长因子等。令人振奋的是,具有高度特异性和针对性的基因工程蛋白质多肽药物的问世,不仅改变了制药工业的产品结构,而且为治疗各种疾病如糖尿病、肾衰竭、肿瘤、侏儒症等提供了有效的药物。众所周知,医治侏儒症的良药是人生长激素,倘若从人的尸体中获取,治疗一个病人就需要600具尸体的脑下垂体才能获得足够的量;倘若运用基因工程生产,就可从每升基因工程菌液中得到2.4g。人们为此而石破天惊的兴奋!成本如此之低,又如此之高产,其巨大的经济效益和社会效益,由此可见。 2　基因工程抗病毒疫苗 为人类抵御病毒侵袭提供了用武之地。基因工程乙型肝炎疫苗、狂犬病疫苗、流行性出血热病毒疫苗、轮状病毒疫苗等应用于临床,提高了人类对各种病毒病的抵御能力。比如,乙型肝炎病毒疫苗的问世,使我国新生儿不再遭遇乙型肝炎病毒的侵袭,也降低了人群肝癌的发病率。又如,为治愈癌症正在研制的用单克隆抗体制成的“生物导弹”,就是按照人类的设计,把“生物导弹”发射出去,精确地命中癌细胞,并炸死癌细胞而不伤害健康的细胞。就单克隆细胞而言,单克隆细胞在肿癌的诊断检测、显示定位、监测病变、监测疗效等方面也有重要价值。人类还通过基因工程生产抵御各种病菌、血吸虫、虐原虫等疫苗,提高人体对各种传染病的免疫力。脱氧核糖核酸或者基因疫苗的问世,变革了机体的免疫方式。如今,人们翘首关注困扰人类的艾滋病病毒(人类免疫缺陷病毒)疫苗的早日问世。基因工程抗体技术的发展,为克服单克隆抗体生产细胞株在生产过程中的不稳定性,为生产大量高效抗病毒疫苗提供了先进的生产工艺。 3　基因工程治疗疾病 临床实践已经表明,基因治病已经变革了整个医学的预防和治疗领域。比如,不治之症——白痴病,用健康的基因更换或者矫正患者的有缺损的基因,就有可能根治这种疾病。现在已知的人类遗传疾病约有4000种,包括单基因缺陷和多基因综合征。运用基因工程技术或者基因打靶的手段,将病毒的基因杀灭,插入校正基因,得以治疗、校正和预防遗传疾病的目的。人类精心设计的基因工程操作,克服了不同个体甚至物种之间由于器官移植所产生的免疫排斥作用,实现人体之间的移植已获成功,成功的实体器官移植有肾、心、肝、胰、肺、肠,也有双器官和多器官的联合移植。而人体与动物之间的器官移植成为现实,临床应用已是指日可待的事了。脱氧核糖核酸化学合成的完善和自动化,脱氧核糖核酸扩增技术的优化,为合成基因“探针”,提高临床诊断的质量,是人类所殷切企盼的。基因治疗有两种途径,一是体细胞的基因治疗,二是生殖细胞的基因治疗。体细胞的基因治疗是将正常的遗传基因导入受精的卵细胞内,让这种遗传物质进入受精卵的基因组内,并随着受精卵分裂,分配到每一个子细胞中去,最终纠正未来个体的遗传缺陷。而生殖细胞的基因治疗是将人类设计的“目的基因”导入患有遗传病病人的生殖细胞内,此法操作技术异常复杂,又涉及伦理,缓行之理充足,故尚无人涉足。 4　基因工程诊病 运用基因手段诊病,从基因中寻找病根,旨在根治遗传性疾病和为癌症、艾滋病、白痴病之类的“不治之症”寻找新的诊断渠道。目前,聚合酶链反应的基因诊断技术是在基因水平上对人体疾病进行诊断的最新技术。从原理 190Anthology of Medicine,Apr.2004,Vol.23,N o.2

基因工程在治疗1型糖尿病方面的研究进展与发展

基因工程在治疗1型糖尿病方面的研究进展与发展 【摘要】近年来, 随着人们对糖尿病本质的深层次揭示和现代分子生物学手段的发展, 糖尿病,尤其是1型糖尿病基因治疗的内容不断增加。本文总结了利用合适的启动子载送胰岛素原的cDNA, 刺激新的B细胞生成以达到恢复胰岛素的生理性分泌及改善或避免破坏B细胞免疫应答的1型糖尿病基因治疗进展，并展望其未来发展方向。 【关键词】 1型糖尿病；基因治疗；病毒载体；B细胞工程 自上个世纪以来, 胰岛素的发现和其类似物的不断发展挽救了无数1型糖尿病患者的生命。但外源性胰岛素及其类似物的补充治疗存在需要多次注射、严密监视血糖及无法按生理需求分泌等缺陷。随着新病毒载体的成熟运用, 载送方式的不断改进以及治疗思路的不断扩展, 科学家们开始尝试用基因治疗技术来治疗1 型糖尿病。1型糖尿病( Type 1 diabetesme llitus, T1DM )的主要病因与自身免疫对于机体胰岛B细胞的破坏有关。目前研究人员尝试通过以下三种策略来平稳控制血糖。首先是直接载送具有合适启动子的胰岛素原cDNA 到胰腺以外的部位(通常是肝), 通过异位分泌胰岛素来维持正常血糖水平。其次是通过刺激新的B细胞的生成来促使胰腺恢复原来的功能。第3种思路则是改善胰岛B细胞的自身免疫反应。下面就1 型糖尿病胰岛素基因治疗研究现状分别从上述3 个方面作一综述。 1.利用合适的启动子载送胰岛素原的cDNA 1型糖尿病最简单直接的基因治疗法是通过载送胰岛素原的cDNA来替代死亡B细胞的功能。通常选择肝细胞为基因送载的目的部位, 这是由于肝脏具有合成糖代谢相关酶及运载蛋白的功能。目前已用于此基因转移的载体有: ( 1) 逆转录病毒载体。( 2) 脂质体载体。( 3) 腺相关病毒载体等。 逆转录病毒载体由于构建简单, 宿主范围广, 可整合入宿主细胞基因组中获得稳定表达等优点, 而成为目前各种基因治疗实验中应用最广泛的载体。有研究显示, 将含有人胰岛素原基因的重组逆转录病毒载体注入大鼠门静脉后, 可在肝脏获得5% ~15% 的基因转移效率, 并可使其表达持续6 个月, 阻止大剂量STZ 诱导的糖尿病鼠高血糖、体重下降、酮症酸中毒以至死亡［1］。然而逆转录病毒载体也有其缺点, 它只能感染分裂期的细胞, 在体内直接基因转移时需要采取部分肝切除等方法促进细胞分裂增殖, 这使其在活体动物以及人的直接应用受到限制, 另外, 它缺乏靶向性, 随机整合, 不可避免的产生安全性问题。 传统的中性脂质体载体是将磷脂、胆固醇或其它脂类的乙醚溶液加入DNA 溶液中, 通过处理得到带DNA 的脂质体小泡, DNA 被包裹在脂质体膜内部, 可与细胞膜融合被细胞内吞 而实施基因转移。这种方法在胰岛素基因活体直接基因转移研究中应用较早。八十年代已有学者将含有胰岛素基因的质粒与中性脂质体作用后注入大鼠体内, 发现在肝组织中可检测 到转入基因的存在, 并获得一过性血糖下降和血浆胰岛素水平升高。1987 年起出现了一系列阳离子脂质体转染试剂, DNA 通过与阳离子之间的相互作用形成DNA－脂质体复合物再被细胞捕获并最后表达, 这大大提高了脂质体的基因转染效率。目前认为, 影响脂质体活体 直接基因转移效率的因素有: ( 1) 启动子因素。有研究比较了巨细胞病毒( CMV) 启动子、SV40 启动子、腺病毒启动子及胸苷激酶( TK) 启动子引导氯霉素乙酰基转移酶基因在大鼠体内转移表达效率, 发现CMV 启动子最高, 而TK 启动子效率最低。还有研究发现, 在各种启动子引导荧光酶( luc) 基因表达的实验中, CMV启动子可在肌肉中获得最高表达效率。( 2) 脂质体的组成因素。研究发现在活体直接基因转移时,含有胆固醇的脂质体可获得最高转移效率。( 3) DNA 与脂质体的比例。Thierry 等认为经静脉基因转移时DNA 与脂质体的最佳 比例为0. 08(wt/wt) , 而Egilmez 等认为这个比例应在1 1~ 1 4( u g/nmol) 之间( 4)DNA 的

基因治疗 基因工程 基因治疗应用

基因治疗 摘要:基因治疗从基因角度是用正常有功能的基因置换或增补缺陷基因的方法，从治疗方面是将新的遗传物质转移至某个体的细胞内使其获得治疗效果。随着基因治疗技术的发展，其作为治疗疾病的一种新手段,带给了我们医药事业上的飞跃,正愈来愈受到人们的重视和关注。 关键词:基因治疗基因工程基因治疗应用 一、基因治疗的基本概念 1、狭义概念 指用具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因，因而达到治疗疾病的目的。 2、广义概念 将外源基因通过基因转移技术将其插入病人的适当的受体细胞中，使其在体内表达，最终达到外源基因制造的产物能治疗某种疾病的目的。 二、基因治疗的发展历史 （1）1962年Szybalski等人类DNA去转化人类细胞，发现Ca2﹢有刺激DNA转入细胞的作用，为人工转移遗传物质迈出第一步。（2）1967年Nirenberg提出遗传工程空用于人类基因治疗。 （3）1968年Burnett等用DEAE协同转移的方法将病毒导入培养细胞。 （4）1972年Grahant等对磷酸钙介导的DNA转移过程进行了详细的

研究，使这一技术得到普遍的接受和应用。 （5）70年代初Graessman和Dicumak奠定了用显微注射法转移基因。（6）1973年美国科学家和几名医生在德国进行了首次基因治疗实验。病人是一对体内缺乏一种稀有酶的姐妹研究人员将一种携带有可使病人本身的酶分泌恢复正常的的病毒-肖普化乳头瘤病毒注入患者体内。实验无疗效也无副作用。 （7）1980年美国医生对两名严重地中海贫血患者进行基因治疗，但也未能获得成功。 （8）1988年美国国家卫生研究院重组DNA咨询委员会首次批准将标记基因导入肿瘤浸润淋巴细胞的实施方案。其结果对病人无害作用。基因治疗逐渐解禁。 （9）1990年9月研究人员把线杆脱氢酶基因转入患者体内，其症状明显缓解，治疗获得成功。 （10）在1991年中国复旦大学的研究人员进行了“成纤维残暴基因治疗血友病B”项目，此外还开展了针对肿瘤和血液病的基因治疗。（11）2000年9月，一名18岁的男青年因基因治疗而死于美国费城。美国《科学》杂志曾连续刊登了美国食品和药品管理局（FDA）宣布暂时禁止某大学进行基因治疗试验的报导。 （12）截至2005年7月，全世界已获准的基因治疗临床实验方案达1076项，其中，66%是针对癌症的治疗。 经过十多年的发展，基因治疗的研究已经取得了不少进展。但是，如今都还处于初期临床试验阶段，还不能保证稳定的疗效和安全性。尽

论基因工程在医学上的应用

论基因工程在医学上的应用

【摘要】基因工程在制药、病毒疫苗、治疗疾病、诊病中发挥了巨大作用，它在医学上的广泛应用已经成为人们关注的热点。在未来的日子里，基因工程将会继续给人类带来财富、健康和幸福。 【关键词】基因工程 DNA 基因重组基因工程制药基因工程抗病毒疫苗基因工程治疗疾病基因工程诊病 人类文明在科学和技术的引导下进入了21世纪，人类社会正进入空前发展的新时期。人类的进步，社会的发展都源于科技的发展，这也验证了培根的那句名言——知识就是力量。随着社会的发展，时代的进步，医学也已经进入了一个飞速发展的阶段。可是随着人们生活水平的日益提升，随之而来的是城市人的各种各样的疾病。近年来，尤以基因工程，蛋白质工程，胚胎细胞工程，动、植物细胞工程备受科学家青睐。其中最为基本的就是基因工程。那么，究竟什么是基因工程呢？ 基因工程（genetic engineering）是按着人们的科研或生产需要，在分子水平上，用人工方法提取或合成不同生物的遗传物质，在体外切割，拼接形成重组DNA,然后将重组DNA与载体的遗传物质重新组合，再将其引入到没有该DNA 片段的受体细胞中，进行复制和表达，生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新性状，并使之稳定地遗传给下一代。按目的基因的克隆和表达系统，分为原核生物基因工程、酵母基因工程、植物基因工程和动物基因工程。基因工程具有广泛的应用价值，为工农业生产和医药卫生事业开辟了新的应用途径，也为遗传病的诊断和治疗提供了有效方法。基因工程还可应用于基因的结构、功能与作用机制的研究，有助于生命起源和生物进化等重大问题的探讨。基因工程是最为复杂的科学技术之一。 基因工程是现代生物工程的核心。生物工程中的传统细胞工程、发酵工程、酶工程等都由于注入崭新的基因工程技术，而焕发新的活力。基因是遗传信息一个最基本的单位。一个基因就是DNA链上一段特定的碱基顺序。DNA的化学成分主要由四种碱基构成，此外还有核糖核酸和磷酸。这四种碱基分别为腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）以及胸腺嘧啶（T）。其中A和C，T和G是互补碱基，即A与T、G和C能互补连接。 基因工程的基本程序简单可分为以下几个步骤：（1）．对目的基因的提取；（2）．对基因表达载体的构建；（3）.将目的基因导入受体细胞；（4）．受体细胞导入的检验。 医学已经是并将继续是基因工程研究的最大收益的领域，许多人的疾病都可以归结为体内某种蛋白质不能正常的合成，或者其功能的丢失以及免疫系统的丧失。大多数的疾病可以通过向患者提供正确的蛋白质或疫苗予以治疗和防治。 基因工程在医学上已得到广泛应用，并且应用领域不断被拓宽，取得了令人惊喜的成就。基因工程在医学应用上取得的主要成就可以归结为以下的四个方面： 1.基因工程制药 基因工程制药开创了制药工业的新纪元，解决了过去不能生产或者不能经济生产的药物问题。现在，人类已经可以按照需要，通过基因工程生产出大量廉价优质的新药物和诊断试剂，诸如人生长激素、人的胰岛素、尿激酶、红细胞生成素、白细胞介素、干扰素、细胞集落刺激因子、表皮生长因子等。令人振奋的是，具有高度特异性和针对性的基因工程蛋白质多肽药物的问世，不仅改变了制药工

基因诊断与基因治疗

第二十一章基因诊断与基因治疗 测试题 一、A型选择题 1．内源基因的变异并不包括 A．基因结构突变 B．基因重排 C．病原体基因侵人体内 D．基因表达异常 E．基因扩增 2．病原体基因侵人人体主要引起哪种疾病？ A．遗传病 B．肿瘤 C．心血管疾病 D．传染病 E．高血压 3．内源基因结构突变发生在生殖细胞可引起哪种疾病？ A．遗传病 B．肿瘤 C．心血管疾病 D．传染病 E．高血压 4．下列何种方法不是基因诊断的常用技术方法 A．核酸分子杂交 B．基因测序 C．细胞培养 D．RFLP分析 E．PCR 5．目前认为最为确切的基因诊断方法是 A．核酸分子杂交 B．基因测序 C．细胞培养 D．RFLP分析 E．PCR 6．下列哪种方法不是目前基因治疗所采用的方法 A．基因缺失 B．基因矫正 C．基因置换 D．基因增补 E．自杀基因的应用 7. 目前基因治疗中选用最多的基因载体是 A．质粒 B．噬菌体 C．脂质体

D．逆转录病毒 E．腺病毒相关病毒 8．下列哪种方法不属于非病毒介导基因转 移的物理方法？ A．电穿孔 B．脂质体介导 C刀NA直接注射法 D．显微注射 E．基因枪技术 9．下列哪种方法属于非病毒介导基因转移的化学方法？ A．电穿孔 B．基因枪技术 C．DNA直接注射法 D．显微注射 E．DEAE一葡聚糖法 10．利用正常机体细胞中不存在的外源基因所表达的酶催化药物前体转变为细胞毒性产物而导致细胞死亡的基因治疗方法是 A．基因灭活 B．基因矫正 C．基因置换 D．基因增补 E．自杀基因的应用 11．利用特定的反义核酸阻断变异基因异常表达的基因治疗方法是 A．基因灭活 B．基因矫正 C．基因置换 D．基因增补 E．自杀基因的应用 12．通过目的基因的非定点整合，使其表达产物补偿缺陷基因的功能或加强原有功能的基因治疗方法是 A．基因灭活 B．基因矫正 C．基因置换 D．基因增补 E．自杀基因的应用 13．将变异基因进行修正的基因治疗方法是 A．基因灭活 B．基因矫正 C．基因置换 D．基因增补 E．自杀基因的应用 二、B型选择题 A．遗传病 B．肿瘤