12.5.1 肿瘤基因治疗
肿瘤是基因病，肿瘤发生的遗传背景是肿瘤基因或肿瘤抑制基因的异常。肿瘤的发生是由化学毒物、射线等环境因素诱发细胞的基因调控异常所致的疾病，通常伴有多种基因的改变。肿瘤基因治疗是对肿瘤细胞或正常细胞转移一个或几个正常基因，它的表达产物有利于杀伤肿瘤细胞，或保护正常细胞免受化疗与放疗的严重伤害。恶性肿瘤是危害人类健康最为严重的疾病之一。它不仅给人们的精神上造成极大痛苦，而且给社会造成巨大的经济负担。因此，恶性肿瘤长期以来一直是医学界关注的焦点、力图攻克的难关。截至2020年年底，全球正在进行的基因治疗临床试验中，50％以上为针对肿瘤基因治疗。
21世纪肿瘤基因治疗可望从以下几个方面取得突破：①通过基因置换或基因补充，导入多种抑癌基因以抑制癌症的发生、发展和转移；②增强抑癌基因的活性，通过干扰癌基因的转录和翻译，发挥抑癌作用；③提高肿瘤基因的免疫原性，通过对肿瘤组织进行细胞因子修饰，刺激免疫系统产生对肿瘤细胞的溶解和排斥反应；④通过导入自杀基因杀伤癌细胞。
肿瘤基因治疗的常用方法如下。
1.基因干预技术
癌基因的过度表达已被公认为肿瘤发生和发展的重要分子机制之一，而基因干预技术为恶性肿瘤的基因治疗提供了有效的手段。通过基因干预，肿瘤细胞过度表达的癌基因得到抑制，从而降低其恶性表型。基因干预技术一般有以下几种方式。
（1）反义RNA技术：反义RNA（antisense RNA）是指与mRNA互补的RNA分子，也包括与其他RNA互补的RNA分子。由于核糖体不能翻译双链的RNA，因此反义RNA与mRNA特异性互补结合，即抑制了该mRNA的翻译。反义RNA技术是一种从核酸复制、转录和翻译水平上高度特异性抑制靶基因表达的方法，可选择性、序列特异性抑制基因表达。它是目前最常用的体细胞基因治疗方法之一。反义RNA治疗肿瘤的技术主要集中在三个方面。一是封闭异常表达的癌基因。有研究表明，反义RNA对fos、neu、k-ras、c-src、c-myb及c-myc等癌基因有不同程度的抑制作用。二是将癌基因的易位和重排部位作为反义RNA基因治疗的理想目标。如在90％的慢性粒细胞白血病患者的粒细胞中，具有由9号和22号染色体易位形成的费城染色体（ph'），所形成的bcr-abl融合基因的连接处正好是反义RNA封闭的最佳位置。三是抑制肿瘤细胞的耐药性，从而提高化疗的效果。但反义RNA在应用于肿瘤基因治疗方面还存在一些问题：细胞癌变并非仅由单个基因发生变异所致，而是多个相关基因共同作用的结果；另外，反义RNA技术只能特异性地抑制某一个基因，同时抑制多个异常癌基因表达的反义RNA技术还有待进一步研究。
（2）RNA干扰技术（RNAi）：该技术可用于癌基因异常表达的恶性肿瘤治疗。已有研究报道，利用RNAi阻断k-ras基因的表达而抑制了肿瘤的发生；RNAi还成功地用于乳腺癌的基因治疗。此外，通过RNAi可以抑制某些内源性基因的表达，促进白血病细胞的凋亡或增加其对化疗药物的敏感性。
（3）反义基因技术（anti sense gene）：这里是指以DNA为靶分子，反义药物序列特异性地与DNA双螺旋相结合，形成三链DNA，在基因转录或复制水平上调节基因表达。如利用TOF基因与原癌基因HER2的启动子竞争性结合，抑制乳腺癌细胞中过度表达的HER2基因，还可以利用TOF基因抑制HeLa细胞中c-myc的转录。
2.自杀基因治疗
在肿瘤自杀基因治疗中要防止自杀基因进入正常细胞，以及在药物作用下引起对正常细胞的毒副作用。目前研究较多的自杀基因有单纯疱疹病毒的胸腺激酶（TK）基因，该基因编码的胸腺激酶可以将无毒的核苷类似物丙氧鸟苷（GCV）磷酸化为细胞毒性物质。自杀基因治疗的前提是自杀基因的表达局限于肿瘤细胞内，而不伤及正常细胞。自杀基因的转移目前主要有四种方式：一是利用免疫脂质体、受体介导等技术进行定向基因转移；二是根据肿瘤细胞和正常细胞分裂的显著差异，利用逆病毒载体不感染非分裂细胞的特点，对某些肿瘤进行治疗；三是在自杀基因的上游插入肿瘤细胞特异性的启动子和调控元件，使其在肿瘤细胞内特异性表达；四是肿瘤细胞内直接注射。自杀基因治疗的研究表明，不仅转染了自杀基因的肿瘤细胞在用药后被杀死，而且与其相邻的未转染自杀基因的肿瘤细胞也被杀死，这种现象称为“旁观者效应”（bystander effect）。这种效应明显扩大了自杀基因的杀伤作用，大大放宽了对基因转移效率的限制，也对自杀基因治疗的发展具有重要意义。
3.肿瘤的免疫基因治疗
肿瘤的免疫基因治疗主要包括细胞因子（或受体）基因治疗和抗原抗体基因治疗两大类。
（1）细胞因子（或受体）基因治疗：包括白细胞介素、集落刺激因子、干扰素、肿瘤坏死因子等细胞因子基因，组织相容性抗原基因，以及一些T细胞或B细胞的共刺激分子等。将上述基因导入肿瘤细胞或用以修饰肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）或细胞毒性淋巴细胞（CTL），可以大大提高肿瘤细胞的免疫原性，或有效地激发体内的抗肿瘤免疫反应；同时，IL-2、IFN-β等淋巴因子基因的导入和表达也可以增强靶细胞抵抗病毒感染的能力，因而在病毒感染疾病的治疗中也有重要应用。
（2）抗原抗体（MHC）基因治疗：临床研究表明，肿瘤细胞之所以能够逃避机体的免疫监视，是因为肿瘤细胞缺乏MHC Ⅰ类或Ⅱ类分子的表达，这种缺陷导致肿瘤细胞不能将肿瘤抗原运输到细胞表面，也不能向T细胞呈递抗原，因而不会诱导产生特异性的CTL。目前已有采用人类主要组织相容性复合物MHCⅠ类基因HLA-B7进行黑色素瘤基因治疗，在肿瘤细胞中表达同种异体的HLA-B7基因，从而诱导特异性的CTL参与免疫反应。
4.提高化疗效果的辅助基因治疗
在肿瘤化疗中，肿瘤细胞的多药耐药（multi-drug resistant，MDR）是一个主要障碍。从某种意义上说，90％以上死于肿瘤的患者都与肿瘤原发或获得性耐药性有关。自从发现多药耐药基因和它们的分子机制后，如何提高造血干/祖细胞内与耐药有关蛋白质（包括酶）的水平，已经成为肿瘤基因治疗研究中的一个热点。