基因治疗神经胶质瘤的现状和展望

刘成业, 李　钢

(解放军总医院海南分院 神经外科, 海南 三亚, 572000)



基因治疗神经胶质瘤的现状和展望

刘成业, 李钢

(解放军总医院海南分院 神经外科, 海南 三亚, 572000)

关键词:基因治疗; 神经胶质瘤; 恶性肿瘤

神经胶质瘤是最常见的颅内恶性肿瘤。该肿瘤呈侵袭性生长，传统的治疗方式如手术、放疗和化疗的长期治疗效果不理想，患者2年生存率约为3%[1]。本文对基因治疗神经胶质瘤的现状进行综述。

1基因治疗的现状

基因治疗是指将外源基因导入靶细胞或者组织，以纠正或补偿基因缺陷和异常，以达到治疗目的的措施和技术[2]。目前，基因治疗神经胶质瘤可以分为自杀基因治疗、免疫调节基因治疗、抑癌基因治疗、基于溶瘤病毒的基因治疗、抗血管生成基因治疗、RNA干扰技术等[3-4]。

1.1自杀基因治疗

自杀基因治疗是根据不同的前体药物，通过导入相应的基因，编码相应的酶，将前体药物转化为有细胞毒性的活性化合物，达到治疗目的。传统的两种方案是1型单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV1-TK)/更昔洛韦(GCV)和胞嘧啶脱氧酶(CD)/5氟胞嘧啶(5-FC)[5-6]，分别将GCV和5-FC转化为更昔洛韦三磷酸盐(GCV 3-P)和5氟尿嘧啶(5-FU)。Li等[7]研究了HSV1-TK的突变体HSV1-sr39TK和HSV1-TK对胶质瘤的治疗效果，结果显示HSV1-sr39TK对C6胶质瘤细胞具有更好的体内和体外治疗效果。Stedt等[8]为了解决HSV1-TK的酶活力低和GCV的疏油性等缺点。番茄胸苷激酶/叠氮胸苷(ToTK/AZT)替代传统的HSV1-TK/GCV治疗方法，经过体内和体外实验，结果显示ToTK/AZT可以明显抑制肿瘤细胞的生长，但是该研究和HSV1-TK/GCV进行比较无显著差异。Wang等[9]研究了一种光化学内化(PCI)替代病毒载体的基因治疗方法，该方法以AlPcS2a为光敏剂，670 nm激光照射，PCI介导CD基因或者同时介导CD基因和UPRT基因转染，结果表明这种方法可以明显抑制肿瘤细胞的生长，以AlPcS2a介导的PCI可以很好地转染肿瘤自杀基因如CD基因，并且CD基因和UPRT基因均表现出显著的旁观者效应。虽然自杀基因治疗已经研究很广泛，但是单纯依靠自杀基因治疗神经胶质瘤仍然缺乏明确的治疗效果。自杀基因治疗和一些化学疗法协同治疗神经胶质瘤引起了该治疗领域的广泛兴趣[10]。

1.2免疫基因治疗

免疫基因治疗是通过转染某些细胞因子基因或共刺激分子基因进入肿瘤细胞或体细胞，使其在体内表达刺激机体免疫系统对癌细胞的攻击能力，增强肿瘤细胞的免疫原性，增强淋巴细胞杀伤肿瘤细胞的能力[11]。最常用的细胞因子有IL-2、IL-4、IL-12、IFN-β、IFN-γ，以及单核巨噬细胞集落刺激因子等[12]。研究[13]表明，MHCI的失表达和细胞因子、表面蛋白的过度表达，均能促进调节性T细胞和髓性抑制细胞的积累，但是却损害了CTL的增殖和功能。Uemae等[14]研究证明了趋化因子CXCL12可以调节胶质瘤细胞的增殖。Motaln等[15]则研究了CCL2/MCP-1对胶质瘤的免疫调节作用，结果表明CCL2/MCP-1可以通过免疫因子的调节，有效抑制胶质瘤细胞的迁移。自体肿瘤疫苗[16]是免疫基因治疗胶质瘤的一个有效策略，但由于疫苗的制备时间较长，超出了患者的生存期，该策略在临床的应用前景并不乐观。

1.3抑癌基因治疗

抑癌基因对于阻止肿瘤的形成具有重要的作用，在胶质瘤患者中，所有患者至少有一种抑癌基因发生突变或者删除而失去抑制肿瘤生长的活性，这些基因表达p53、细胞周期素抑制剂、ICAT、miRNAs等。p53的研究已经屡见不鲜[17]。近年来，miRAN的研究成为国内外研究基因治疗神经胶质瘤的热点。Tumilson等[18]研究发现，目前已经发现了33种表达上调的miRNA和40种表达下调的miRNA。除此之外，又发现了18种新的miRNA和16种新型miRNA-3p。

MGMT 基因甲基化是影响替莫唑胺治疗神经胶质瘤的重要原因。Tezcan等[19]据此分析了20例神经胶质瘤患者的肿瘤组织中9种和神经胶质瘤相关的miRNA的表达情况，结果表明CSC(+)肿瘤中miR-181b低表达和miR-455-3p高表达，这一发现或许为治疗CSC(+)胶质瘤提供了治疗依据。Zhang等[20]研究了miR-124-3p在U87和C6胶质瘤细胞中抑制其增殖的作用，结果表明miR-124-3p具有很好的抑制胶质瘤细胞增殖的作用，这个发现为临床利用miRNA治疗神经胶质瘤提供了新的策略。Qian等[21]研究了miR-1224-5p的高表达对胶质瘤的抑制作用，结果表明miR-1224-5p的高表达可以有效抑制肿瘤的增殖、扩散和侵袭。MicroRNA-145被证明可以抑制多种肿瘤，Wan等[22]研究了microRNA-145作用机制，结果表明microRNA-145可以通过靶蛋白ROCK1作用抑制胶质瘤细胞的侵袭，首次证明ROCK1是microRNA-145的靶蛋白的报道。此外，miR-7、miR-124、miR-136、miR-181、miR-431、miR-566等[23-29]均可以抑制神经胶质瘤的增殖、侵袭等。Zhang等[30]研究了抑癌基因表达产物ICAT对胶质瘤的影响，结果表明ICAT是良好的胶质瘤抑制剂，对于临床治疗胶质瘤提供了新的靶点。

1.4基于溶瘤病毒的基因治疗

基于溶瘤病毒的病毒疗法是治疗神经胶质瘤的一种有效策略，病毒不仅可以作为治疗神经胶质瘤相关基因的良好载体，病毒本身也是治疗神经胶质瘤的一种治疗方法。目前，研究最多的溶瘤病毒有腺病毒和HSV1，二者均被发现有溶解细胞作用[31-32]。Friedman等[33]研究了嵌合HCMV/HSV1病毒治疗神经胶质瘤的效果，取得了一定的结果。Abraham等[34]则研究了基孔肯雅病毒作为溶瘤病毒治疗神经胶质瘤的效果，结果表明该病毒是治疗高侵袭性神经胶质瘤的良好溶瘤病毒候选。除此之外，还有许多病毒已经开始用于溶瘤治疗，如新城疫病毒、呼肠孤病毒、麻疹病毒等[35-37]。

1.5抗血管生成的基因治疗

抗肿瘤血管生成基因治疗策略是对肿瘤血管调控因子及其作用环节进行干预，从基因水平抑制血管生成因子的表达，促进抗血管生成因子的表达，阻断血管内皮因子的受体，诱导血管内皮细胞的凋亡。进行抗血管生成基因治疗神经胶质瘤，需要选择好血管生成相关的靶基因以及抑制血管生成的相关靶基因。目前常用的血管生成相关靶基因有血管内皮生长因子(VEGF)[38]、纤维母细胞生长因子(FGF)[39]、白介素-8[40]等，常用的抗血管生成的相关靶基因[41]包括脑血管生成抑制剂、血管抑素、内皮抑素、血小板反应蛋白、白介素-12等。抗血管生成基因治疗依赖相关载体，常用的载体有病毒载体和非病毒载体，无论选用何种载体，都应该能保持持久的基因表达，同时降低宿主对载体病毒的免疫作用。

1.6RNA干扰技术

RNA干扰技术是指通过抑制癌基因的过度表达及控制生长因子的产生，以达到控制和治疗肿瘤的目的。RNA干扰技术为基因治疗神经胶质瘤提供了新的思路，近年来取得了许多进展。An等[42]研究了iNGR修饰的RNAi纳米粒子用于治疗胶质瘤的效果，结果表明该技术是未来治疗胶质瘤安全有效的治疗方法。Zhong等[43]通过RNAi技术敲低LRG1，研究了其在体内和体外抑制胶质瘤和促进其凋亡的作用，结果表明该策略为临床治疗神经胶质瘤提供了潜在的价值。Zhou等[44]则研究了通过RNA干扰技术敲低CDC2的表达，联合替莫唑胺治疗神经胶质瘤的效果。结果表明，该方法可以明显抑制肿瘤细胞的增殖，并诱导其凋亡，下调CDC2的表达，改善化疗药物耐受，为临床基因治疗神经胶质瘤提供了一个新思路。

2基因治疗神经胶质瘤的展望

一些I期临床实验[45]结果表明，基因治疗神经胶质瘤是安全有效的，但在II期和III期临床实验则均以失败告终。与传统的治疗方法比较，单一的基因治疗的效果是有限的，但是基因治疗联合其他治疗方式是治疗神经胶质瘤的发展方向。基因治疗有进一步研究和发展的空间，可以通过更加有效和特异的设计增加治疗效果，综合智能化的设计，选择更加合适的载体，相信这些改进可以改善基因治疗神经胶质瘤的效果。基因治疗的关键是选择合适的基因治疗策略，确定好基因后，选择合适的载体。病毒载体应该选择基因表达持久、宿主免疫反应弱者，非病毒载体则应选择更加有效、稳定者[46]。

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收稿日期:2016-01-05

中图分类号:R 730.264

文献标志码:A

文章编号:1672-2353(2016)13-229-04

DOI:10.7619/jcmp.201613093