难治性肺部疾病的基因治疗文献综述

课题名称 难治性肺部疾病的基因治疗课题性质 基础研究 radic; 应用课题 设计型 调研综述 理论研究一、简介肺脏是人体呼吸系统的一部分，功能是进行气体交换，良好的肺功能是维持生命的保障。 肺部疾病属于呼吸系统疾病，常见的难治性肺部疾病包括肺动脉高压（PAH），肺癌，慢性阻塞性肺疾病（COPD，简称慢阻肺）等，不同疾病的病因不同，但都危害人体呼吸等正常生理过程。 其中，慢性阻塞性肺疾病是一类常见的以持续的不能完全可逆的气流受限为特征的疾病，是一种理论上可以预防和治疗的难治性肺部疾病。 然而，目前所诊断的慢阻肺患者的气流受限是不能完全逆转的，相反会呈进行性发展，数据显示，我国每年有大约100万人死于慢阻肺症状。 这就是说，至今尚无一种药物能从根本上完全控制慢阻肺症状并阻止其发展，充其量只能减轻患者症状，改善其生命质量[1]。 二、研究概况近几年对慢阻肺的病症研究发现，COPD患者的病变不仅仅局限于肺，而是一种全身性炎症，这说明COPD是一种全身性疾病。 目前，治疗稳定期慢性阻塞性肺病的基本用药是长效b2受体激动剂（LABA） 长效抗胆碱能药物（LAMA），病情较为严重时则可选用糖皮质激素（ICS） LABA的二联用药[2]，且有研究证明，二联用药较三联用药副作用小，药效更显著[3]。 此外，机械辅助治疗、氧疗等方法也被用于治疗COPD患者[4]。 慢阻肺的基因治疗方面，目前研究从蛋白酶和抗蛋白酶学说、氧化损伤假说、免疫失衡及炎症假说等发病机制中总结出了多个候选基因[5]。 首先是蛋白酶与抗胰蛋白酶学说，其认为体内蛋白酶/抗蛋白酶平衡失调，如a1-抗胰蛋白酶（a1-AT）缺乏导致对应蛋白酶活性升高，肺的结构蛋白特别是弹性蛋白被降解，造成肺结构的破坏引发病症，因此有a1-抗胰蛋白酶（a1-AT）基因，基质金属蛋白酶-9（MMP-9）基因等候选基因供参考。 此外是氧化损伤学说，由于COPD 患者吸烟引起氧负荷增加及白细胞释放的氧化反应物数量增多致氧化应激增强，而存在于上皮细胞衬液(ELF)的GSH(谷胱甘肽) 这种抗氧化物质水平则有一定程度的下降。 最终造成氧化剂在体内的大量聚集和肺内抗氧化剂的不断消耗，使肺内出现氧化/抗氧化失衡，使支气管和肺的损伤及气道和血管壁重塑，从而引起慢性气流受限，导致COPD的发生。 目前关于氧化与抗氧化失衡研究较多的基因为: 谷胱甘肽-S-转移酶基因(如M1 、P1、T1)、微粒体环氧化物酶基因、血红素氧合酶基因等。 最后是炎症假说，该假说认为气道、肺实质及肺血管的慢性炎症是COPD的特征性改变，中性粒细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞等炎症细胞均参与了COPD发病过程。 因此有肿瘤坏死因子对应基因、白细胞介素10基因、alpha;-淋巴毒素基因等候选基因[6]。 三、研究目的本次实验研究目的主要是通过研究慢阻肺的致病基因，设计基因疗法治疗。 具体而言，实验希望设计纳米粒递送致病基因对应的siRNA至病患部位，利用RNA干扰的原理沉默相应mRNA，从而抑制异常表达的致病基因。 因此，实验最终希望能通过基因治疗的手段开拓COPD的治疗方式，达到缓解病症，阻止病情发展的目的。 四、研究思路（一）纳米粒的制备纳米粒制备的方法有机械搅拌、溶剂蒸发、静电自组装等[7]，其中静电自组装制备纳米粒具有操作简便、产品成型性好等优秀特质。 此外，纳米粒载体的制备材料均采用生理相容性强、易降解和毒性低的物质,通常可以使用壳聚糖制备。 所以，本实验准备采用带正电的壳聚糖季铵盐与带负电的致病基因对应siRNA进行磁力搅拌自组装成纳米粒，之后在表层包裹成中性的羧甲基壳聚糖。 另外，可在壳聚糖表面进行化学基团的修饰增强纳米粒的一些性质，如引入咪唑基可增强纳米粒溶酶体逃脱效率[8]，引入PEG可增强纳米粒长循环效率等。 最后，需要进行材料与siRNA的投料比、反应最适温度、反应时间等验证，还需要对siRNA的结合程度进行凝胶电泳分析，得到纳米粒制备的一系列条件参数。 （二）体外细胞实验采用人或小鼠的病理模型对所制备纳米粒药效进行验证，此外，需要进行细胞毒性、基因转染效率等测试，确定纳米粒的性质。 参考文献[1] 何权瀛。 慢性阻塞性肺疾病何权瀛2016观点[M]。 科学技术文献出版社，2017,3。 [2] Marco Contoli，Gianluca Campo，et al.Inhaled corticosteroid/long-acting bronchodilator treatment mitigates STEMI clinical presentation in COPD patients[J].European Journal of Internal Medicine，2018(47)，82-86.[3] Peter M ACalverley，et al.COPD therapy: if two is good, is three better[J]?The Lancet，2016（388)，9.[4]郑君鼐。 延续性护理指导对提高COPD患者家庭氧疗依从性的影响[J]。 甘肃医药，2017（12），1074-1076。 [5]张振芳，王在义。 COPD基因研究进展[J]。 临床肺科杂志，2014（19），124-127。 [6]方庭正等。 慢性阻塞性肺病易感基因相关研究进展[J]。 医学研究生学报，2016（29），764-769。 [7]谭玉龙。 基于疏水化修饰羧甲基壳聚糖自组装纳米粒的制备及应用。 中国海洋大学，2008，5。 [8]胡道道。 壳聚糖固定化希夫碱配合物研究。 西北大学，2001，3。 学生签名：  指导教师意见：指导教师签名：年月日所在教研室审查意见： 负责人签名：年 月日填写说明1.指导教师意见填写对文献综述的评语，对本课题的深度、广度及工作量的意见和对论文结果的预测；2.所在教研室审查意见包括对指导教师意见的认定和是否同意开题等。 资料编号：[380430]