绪论 徐钤 彭朝晖 1
第一节 基因转移和基因治疗的早期历史 1
一、前言 1
二、遗传学和分子遗传学的诞生 1
三、对基因治疗的思考 2
四、哺乳动物细胞的体外遗传修饰 3
五、动物的直接基因转移 4
六、病毒载体的起源 5
七、重组DNA技术的诞生 5
八、基因治疗的早期尝试 6
一、目前有关基因治疗的争论 9
第二节 基因治疗的现状 9
二、人工流产与基因治疗 10
三、前景 10
第三节 基因治疗的策略 11
第一篇 遗传型基因治疗 13
第一章 体细胞的分子遗传学基础 黄伟达 邱信芳 艾星滨 13
第一节 人体基因组特征 13
第二节 人体基因的转录与调控 13
一、顺式调控元件 14
二、反式作用因子 15
第三节 mRNA的加工 15
一、5′端加帽 15
二、内含子的剪接反应 16
三、3′端加polyA尾 18
四、mRNA分子包装 19
第四节 蛋白质翻译及后加工 19
第五节 细胞周期 20
一、细胞周期 21
二、细胞增殖控制因素 22
第六节 体细胞培养的生物学 22
一、离体细胞培养的形态特点 22
二、培养细胞的生长和增殖 23
第七节 基因定位和人类基因图谱 24
一、直接注射法 26
第一节 基因转移的非病毒方法 26
第二章 体细胞基因转移 贺新军 26
二、磷酸钙共沉淀法 27
三、脂质体转染法 27
四、受体介导的基因转移 28
五、显微注射法 28
六、电穿孔法 28
七、微离子轰击法 29
第二节 基因转移的病毒方法 29
一、逆转录病毒载体 30
二、DNA病毒载体 33
一、基因扩增 39
第三章 目的基因的表达与调控 郑文超 39
第一节 提高外源基因在细胞中的拷贝数 39
二、穿梭质粒 40
第二节 转录水平的提高 41
一、人巨细胞病毒（hCMV）启动子 41
二、猴病毒（SV40）启动子 42
三、小鼠金属硫蛋白基因（mMT-1）启动子 42
四、逆转录病毒长末端重复序列（LTR） 43
五、其它启动子 43
六、腺病毒EIA基因上游的多个增强子 44
七、C/EBP结合顺序 44
八、内含子顺序 45
第四节 翻译和翻译后加工水平的调节 46
第三节 转录后水平的调节 46
第五节 载体内顺序间的相互影响 47
第六节 高效表达的综合考虑 47
第四章 基因治疗的靶细胞 徐钤 49
第一节 骨髓细胞 49
一、反转录病毒载体的应用 49
二、制作活体动物模型的困难 51
三、骨髓移植的展望 52
第二节 其它体细胞 54
一、成纤维细胞 54
三、肝细胞 56
二、角质细胞 56
五、中枢神经系统细胞 58
四、内皮细胞 58
六、肌细胞 60
七、上皮细胞 61
八、滑膜细胞 62
九、淋巴细胞 63
第三节 生殖细胞 63
一、转基因动物 64
二、基因表达的组织特异性和发育调节 64
三、人类疾病的转基因模型 65
一、胸腺嘧啶核苷激酶基因 69
第五章 基因治疗中的选择系统 卢珂 叶建江 69
第一节 正选择系统 69
二、新霉素磷酸转移酶基因 70
三、次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶基因 71
四、黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶基因 71
五、二氢叶酸还原酶基因 72
六、色氨酸合成酶基因 72
七、组氨醇脱氢酶基因 73
八、腺嘌呤磷酸核糖转移酶基因 73
十、天冬酰胺合成酶基因 74
九、潮霉素抗性基因 74
十一、乌本苷抗性基因 75
十二、人多药物抗性基因 75
十三、腺苷脱氨酶基因 75
第二节 负选择系统 75
一、胞嘧啶脱氨酶基因 76
二、胸苷激酶基因 76
三、白喉毒素A链基因 76
第三节 选择基因对目的基因表达的影响 77
第四节 共转染中的选择系统 77
一、β-半乳糖苷酶基因 78
第五节 不用选择培养基的选择系统 78
二、氯霉素乙酰转移酶基因 79
三、人凝血因子Ⅸ的cDNA 79
第六节 基因治疗中个体水平的选择系统 79
第七节 基因治疗中选择系统的合理应用 80
第六章 生殖细胞基因操作和转基因动物 胡以平 81
第一节 转基因小鼠的制备 81
一、畸胎瘤细胞植入法 81
二、逆转录病毒转染法 82
三、显微注射法 82
四、定点整合法 83
第二节 外源基因在受体基因组的整合 84
第三节 外源基因在转基因小鼠内的表达 85
第四节 转基因小鼠在基因治疗研究中的应用 86
一、基因表达的调节控制 87
二、遗传病的转基因小鼠模型 95
三、体内定点修复的实验系统 98
第七章 遗传病的基因治疗 100
第一节 概述 彭朝晖 100
一、经典型遗传病 100
二、复合型遗传病 101
三、获得型遗传病 101
四、遗传病的基因治疗临床方案 101
五、可作为基因治疗对象的人类遗传病 102
第二节 基因治疗的评定标准和候选对象 徐钤 104
第三节 严重复合性免疫缺陷症的体细胞基因治疗 彭朝晖 徐钤 105
一、SCID的临床特征 105
二、SCID病人免疫反应的实验室特征 105
三、SCID的遗传学 106
四、SCID的传统治疗方法 108
五、SCID基因治疗的靶细胞 108
六、ADA（一）SCID的基因治疗 108
第四节 血友病B的基因治疗 卢大儒 王健民 薛京伦 111
一、血友病B的临床和遗传学 111
二、血友病B基因治疗的实验和临床前研究 112
三、血友病B基因治疗临床研究 114
一、家族性高胆固醇血症的遗传和临床特征 116
（一）遗传学 116
第五节 家族性高胆固醇血症的Ex Vivo基因治疗 柯正 徐湘民 116
（二）代谢 117
（三）临床表现特征 117
（四）替代疗法 118
二、临床前研究 118
（一）WHHL家兔的Ex Vivo基因治疗 118
（二）人肝细胞的分离和转染 119
（三）灵长类动物的Ex Vivo基因治疗 120
（二）病人的评估与选择 122
（三）载体与病毒 122
（一）概述 122
三、FH的基因治疗临床方案 122
（四）肝细胞分离和转染 124
（五）转染肝细胞的输入 124
（六）转染肝细胞功能的检测 125
（七）排斥反应的检测 125
四、FH基因治疗的优缺点 126
（一）基因治疗的有效性 126
（二）肝切除与肝细胞输入的危险性 127
（三）LDLR基因转移与表达的危险性 127
（一）囊性纤维变性的遗传缺陷和病理学改变 128
第六节 囊性纤维变性的基因治疗 张璐 彭朝晖 128
一、囊性纤维变性概述 128
（二）囊性纤维变性的临床特征 129
（三）CF的综合性治疗 129
二、囊性纤维变性的基因治疗基础研究 130
（一）载体的构建 130
（二）重组Ad·CB-CFTR的制备 131
（三）CF损伤的体外修补研究 131
三、囊性纤维变性基因治疗临床前研究 132
（一）病毒的制备 132
（三）人类非CF病变异种移植物的安全性及有效性研究 134
（二）CF患者呼吸道移植物模型 134
四、囊性纤维变性的基因治疗临床应用 137
（一）病员选择 137
（二）患者评估 137
（三）临床方案 138
（四）治疗评估 139
（五）危险因素 139
第二篇 表遗传型基因治疗 143
第八章 反义核酸与基因治疗 黄胜和 143
第一节 绪言 143
一、“反义”的定义 143
二、天然反义RNA对基因表达的调节 145
第二节 反义核酸抑制作用的机制 150
一、细胞核中的抑制作用 150
二、细胞浆中的抑制作用 152
第三节 反义核酸的设计和应用 154
一、概述 154
二、寡聚脱氧核苷酸及其衍生物 157
三、反义RNA 159
第九章 Ribozyme及其在基因治疗中的应用 周辰 162
第一节 Ribozyme的发现及其意义 162
一、一类内含子 163
第二节 Ribozyme的生物学 163
二、二类内含子 165
三、RNase p 165
四、锤头状Ribozyme结构 166
五、发夹式Ribozyme结构 168
六、丁型肝炎病毒（HDV）中的Ribozyme 169
第三节 实用性Ribozyme的设计和研究 170
一、Ribozyme从顺式到反式的转变 171
二、提高Ribozyme的活性及对RNase的抗性 173
三、将Ribozyme直接导入细胞的研究 174
四、Ribozyme在细胞内的高效表达 174
五、影响Ribozyme在细胞内活性的因素 175
六、反式Ribozyme在细胞内活性的确定及对细胞功能的影响 176
第四节 Ribozyme的应用 177
一、在抗AIDS病中的应用 177
二、在其它方面的应用 178
第五节 存在的问题和应用前景 179
第十章 恶性肿瘤的基因治疗 182
第一节 概述 彭朝晖 郭亚军 182
一、人基因标记 182
二、恶性肿瘤基因治疗方案 183
一、rb基因对肿瘤细胞表型逆传的研究 187
第二节 肿瘤抑制基因在肿瘤基因治疗中作用 赵健 彭朝晖 徐钤 187
二、p53基因在肿瘤基因治疗中的作用 188
（一）p53基因和基因产物 188
（二）p53基因突变 189
（三）p53蛋白和病毒癌蛋白的相互作用 189
（四）p53基因对细胞生长的调节作用 190
（五）p53基因的肿瘤细胞表型逆转实验研究 190
（六）用p53基因治疗非小细胞性肺癌的临床应用 191
第三节 MDR在肿瘤基因治疗中的研究与应用 吴曙光 193
一、MDR基因耐药性的特点 193
（二）MDR的基因结构 194
（三）MDR基因的转录 194
二、MDR基因结构和表达调控 194
（一）MDR基因家族 194
（四）MDR基因的表达与调控 195
三、多药耐药的机理 196
（一）MDR与其基因产物P-糖蛋白的关系 196
（二）谷胱甘肽解毒途径酶的变化 196
（三）拓扑异构酶Ⅰ的变化 197
（四）DNA损伤修复能力的改变 197
四、多药耐药的逆转 197
（一）MDR拮抗剂 197
（四）与DNA修复有关的MDR逆转 198
五、MDR基因在肿瘤基因治疗中的应用 198
（二）与P-gp有关的MDR逆转 198
（三）与GSH依赖性解毒酶系统有关的MDR逆转 198
第四节 单纯疱疹病毒胸苷激酶基因/Ganciclovir系统用于恶性肿瘤基因治疗 伍志坚 吴小兵 彭朝晖 201
一、HSV-tK/GCV系统用于恶性肿瘤基因治疗概况 201
二、tK基因的功能 201
三、tK基因“杀伤”肿瘤细胞的机理 202
四、在脑肿瘤和脑转移瘤基因治疗中的应用 203
（一）脑肿瘤和脑转移瘤背景简介 203
（二）逆转录病毒介导的基因转移脑肿瘤细胞 203
（三）临床前研究（1）：tk基因转导治疗肿瘤的实验研究 204
1.HSV-tK产细胞对腹腔内脏的毒性评估 205
（四）临床前研究（2）：毒性研究 205
2.对脑组织的毒性研究 206
3.灵长类动物的毒性研究 206
（五）临床应用 207
1、实验设计和方案法 207
2、治疗步骤和治疗用品 209
3、潜在的危险性 210
第五节 细胞因子基因在肿瘤治疗中的应用 车小燕 郭亚军 211
一、概述 211
（二）将细胞因子基因导入淋巴细胞 212
（三）将细胞因子基因导入成纤维细胞或骨髓造血干细胞 212
（一）直接将细胞因子基因导入肿瘤细胞 212
二、细胞因子基因治疗的基本方法 212
三、细胞因子基因的选择应用 213
四、细胞因子基因治疗抗肿瘤作用原理 213
五、几种主要的细胞因子基因治疗的研究进展 213
（一）IL-2基因疗法 213
（二）IL-4基因疗法 214
（三）IL-6基因疗法 215
（四）IL-7基因治疗 215
（五）INF基因治疗 215
（六）TNF基因治疗 216
（七）C-CSF和GM-CSF基因治疗 216
第六节 MHC基因在肿瘤治疗中的作用 施乐华 郭亚军 217
一、肿瘤免疫应答的限制因素 217
二、MHC在肿瘤免疫中的作用 218
三、MHC基因对肿瘤免疫基因治疗的实验研究 219
第七节 IGF反义RNA对恶性肿瘤的基因治疗 王小宁 罗爱武 郭亚军 221
一、基因来源及鉴定方法 221
（一）天然IGF的来源 221
（二）基因工程制备IGF-I反义RNA 222
二、IGF-I反义RNA基因治疗恶性肿瘤的原理 223
三、临床前研究：动物实验结果 224
四、临床应用方案 224
（一）病例选择 224
（二）实施方案 224
2、体内（in vivo）治疗 225
1、体外（ex vivo）治疗 225
第八节 共同刺激因子基因在肿瘤治疗中的作用 谢天培 施崇山 郭亚军 227
一、T细胞的活化双信号系统 227
二、B7基因导入进行肿瘤基因治疗的实验研究 228
三、B7基因在肿瘤治疗中的临床应用 229
第九节 多基因转染在肿瘤治疗中的作用 沈峰 郭亚军 230
一、共转染 230
二、细胞融合 230
第十一章 AIDS的基因治疗 周辰 233
第一节 HIV的生物学特性 234
一、HIV的基本结构 234
二、HIV的生命周期 234
三、HIV的生物学特征 235
一、抗病毒治疗——细胞内免疫 236
第二节 抗AIDS的基因治疗 236
二、免疫治疗及其它 241
第三节 今后的研究重点及发展前景 243
一、探讨抗HIV变异株的途径和方法 243
二、建立动物模型 244
三、研究更理想的导入技术 244
四、发展多能干细胞基因治疗 245
五、加强HIV生物学特性及相关领域的基础研究 246
第十二章 心血管病的基因治疗 彭朝晖 郭亚军 249
一、重组腺病毒载体（ADV-tk）的构建 249
四、检测 250
二、动物试验 250
三、实验方法和结果 250
第十三章 同源重组与基因治疗 王宏伟 卢大儒 252
第一节 同源重组与基因定点整合 252
第二节 定点修饰 253
一、人工位点的定点修饰 253
二、天然位点的定点修饰 254
第三节 定点整合研究的手段 255
一、以ES细胞作为实验材料 255
二、选择系统的改进 256
一、定点整合基因治疗的优点 257
第四节 基因治疗的定点修复 257
二、定点整合基因治疗的不足 258
第三篇 基因治疗的问题与展望 260
第十四章 基因治疗的安全性 王宏伟 谭骏 260
第一节 潜在风险 260
第二节 制备的反转录病毒的安全性 260
第三节 病毒载体进入体内的安全性考虑 262
一、病毒载体随机插入的安全性问题 262
二、同源或非同源重组的安全性问题 264
三、非相关顺序转移到靶细胞中 264
第四节 临床前的安全性检测手段 265
一、野生型反转录病毒的检测 265
五、病毒污染 265
六、种系感染的可能性 265
四、载体突变 265
二、细胞恶性转化的检测 266
三、其它方面 267
第十五章 基因治疗的伦理学与社会问题 王宏伟 268
一、风险估算 268
二、原则的制订 268
三、基因治疗的社会反映 269
四、生殖细胞基因治疗的伦理讨论 269
五、人类遗传工程的内容及禁区 270
第十六章 基因治疗的现状与展望 薛京伦 272
一、引言 278
附录一、人的体细胞治疗及基因治疗临床研究质控要点中华人民共和国卫生部药政司（1993.5.5） 278
二、立题的依据和基础 280
三、细胞群体的鉴定 280
四、临床前试验 281
五、不同批号制品的质控及临床前试验 283
六、关于重组病毒的操作及设施 284
七、临床试验的考虑要点 284
八、结语 284
三、Millennium公司 285
四、Magenta公司 285
一、Darwin Molecular公司 285
二、Sequaha Therapeutics 285
附录二 世界上基因治疗公司简介 285
五、基因医学公司 286
六、基因治疗公司 286
七、Vical公司 286
八、应用免疫科学公司（AIS） 286
九、Somatix治疗公司 286
十、Targe Tech公司 287
十一、Viagene公司与Chiron公司 287
十二、GeneTech公司 287