上海第二医科大学附属瑞金医院呼吸内科（200025）李伟杰综述邓伟吾审校摘要
支气管哮喘是一种气道的慢性炎症性疾病，具有遗传易感性，目前治疗尚不够令人满意。基因治疗有望成为未来治疗该病的一种方法，本文就这方面的情况作一介绍。关键词支气管哮喘；基因治疗支气管哮喘（哮喘）作为一种常见病，近年来其发病率和病死率都有上升趋势。目前认为哮喘是一种气道的慢性炎症，治疗上以激素效果最佳，但是长期应用激素可带来严重的副作用，并且有些严重病例用激素不能很好控制，还有少数患者激素治疗无效（
激素抵抗型哮喘），因此有必要寻求新的治疗哮喘的方法。哮喘分子遗传学的研究显示，哮喘是一种多基因参与的具有遗传易感性的疾病，因此通过基因治疗哮喘将为哮喘的防治开辟一条新道路。已有学者在这方面进行了探索。本文就哮喘基因治疗方面的情况作一综述。1哮喘的发病机制及分子遗传学概述哮喘的发生是遗传因素与环境因素（过敏原反复接触、感染、冷空气、运动及烟草烟雾等）相互作用的结果。其确切发病机制尚不清楚，免疫反应异常在其发病过程中可能起重要作用。
过敏性哮喘患者接触过敏原后，t淋巴细胞激活，增殖分化为th2细胞，产生il－4、il－5、il－6、il－io、il－13、gm－csf、tnfα等细胞因子，促进b细胞增殖及ig类型转换，产生ige，ige与肥大细胞及嗜碱性粒细胞膜上igefc受体结合，当再次接触过敏原时，过敏原与肥大细胞及嗜碱性粒细胞表面ige结合，相临的fc受体发生桥联，使细胞脱颗粒，释放出组织胺、paf、蛋白水解酶、激肽原酶、嗜酸性粒细胞趋化因子（ecf）、中性粒细胞趋化因子（ncf）及花生四烯酸代谢产物（ltb4、pgd2、ltc4、ltd4等），其中一些物质立即引起支气管收缩，发生速发型哮喘反应（iar）；同时，在ecf、ncf、ltb4等趋化因子作用下，嗜酸性粒细胞、中性粒细胞及单核一巨噬细胞向气道壁浸润，并被激活，释放出更多的炎症介质（氧自由基、paf、ecp、mbp及花生四烯酸代谢产物等），引起微血管渗漏、粘膜
水肿、腺体分泌增加、上皮损伤、通气障碍和气道高反应性，这往往发生在接触过敏原后数小时至数十小时，因此称为迟发性哮喘反应（lar）。在哮喘的发病过程中，内皮细胞及气道上皮不仅是炎症损伤的部位，也通过释放各种活性物质在气道炎症的发生中起一定作用。人们很早就从哮喘的家系分析中发现，哮喘是一种具有遗传易感性的疾病。近年来随着分子生物学的飞速发展，哮喘的分子遗传学研究取得了很大的进步，国内外学者在这方面已进行了较多的研究，其中主要集中在参与免疫反应的基因方面，包括人类白细胞抗原基因（位于6p），t细胞抗原受体a/δ链基因（14qll.2），细胞因子基因簇（5q31一32）及ige高亲合力受体β亚单位基因（11q13），这些研究的结果显示，这些基因（多态性、突变或异常表达）与哮喘有一定相关性存在。另外，有研究显示，某些基因的多态性（β肾上腺素受体及il－4基因启动子序列）与哮喘严重程度相关，但这些结果尚有待于进一步研究证实。2哮喘基因治疗策略基因治疗是指运用dna重组技术设法修复或调节细胞中有缺陷基因，使细胞恢复正常功能，以达治疗疾病的目的。主要的方法有原位修复有缺陷的基因、用正常基因替代有缺陷的基因、添加基因、基因封闭等。哮喘的分子遗传学显示，哮喘是一种有多基因参与的遗传性疾病，因此不可能进行象
肺囊性纤维化一样的单基因治疗。有研究表明，哮喘与fcεriβ基因、β2肾上腺素受体基因及il－4基因启动子等基因突变或多态性有关，若这些结果得到证实，这些基因位点将成为基因治疗的靶位点，通过基因修复或替换而达治疗哮喘的目的。另外，抑制促炎细胞因子基因或炎症介质代谢过程关键酶基因的表达，或转入ifnγ及1l－－12等抑制th2免疫反应细胞因子的基因，使它们在肺部表达，也可达到控制哮喘的目的。选定了目的基因，运用分子生物学技术分离、纯化基因，基因重组，然后通过载体转入体内，这就是基因治疗的全过程。真核细胞中的基因转移方法主要有理化法和病毒转移法。呼吸道有极大的被覆上皮的表面积，因此可以上皮细胞作为基因治疗的靶细胞，通过雾化吸入方式将目的基因转入，这样不仅可以保证使目的基因在肺脏局部发挥作用，还可以减小由体循环注入引起的副作用。另外，也可体外转染淋巴细胞或单核一巨噬细胞，然后再回输体内，使其在肺部释放出目的基因编码蛋白，调节机体免疫反应。3哮喘基因治疗的研究3.l转入抑制变态反应的细胞因子基因thl／th2平衡在免疫调节中起着重要作用，已证实，哮喘患者存在着t细胞向th2细胞的优势转化，这种优势的th2免疫反应在哮喘发病机制中起重要作用。il-12可诱导t细胞向thl细胞方向转化，thl细胞产生的细胞因子ifnγ可抑制th2细胞因子的产生，因此转入这些细胞因子的基因，使它们在体内表达，从而可达到治疗哮喘的目的。hogan等用病毒载体向致敏小鼠气道粘膜转染il-12基因后发现，ipnγ表达增加，th2细胞因子产生明显受到抑制，气道反应性明显减低，同时由于细胞介导免疫的建立，气道病毒感染很快得到控制。li等在过敏性哮喘的小鼠模型上也发现，向气道粘膜转染ifnγ基因，可引起气道上皮ifnγ显著表达，从而抑制抗原和th2细胞诱导的肺部嗜酸性粒细胞浸润和气道高反应性。ohkawara等用重组腺病毒载体向卵蛋白致敏小鼠转染il－10基因，发现支气管肺泡灌洗液中细胞总数、嗜酸性粒细胞数及il－5水平显著下降，气道炎症明显减轻。3.2dna接种dna接种是近年来发展起来的一种安全有效的免疫治疗方法。dna接种可以诱发thl引导的免疫应答（细胞免疫），并对th2引导的免疫应答起抑制作用。主要有cpgdna接种、过敏原dna接种等形式。细菌dna含有大量非甲基化的cpg序列（70％～90％非甲基化），而脊推动物dna含有很少的cpg序列，并且绝大部分已甲基化（5％非甲基化），模拟细菌dna，体内注入cpgdna序列，可使b细胞，自然杀伤细胞ifnγ分泌增加，诱导thl细胞分化。cpgdna需要有一定的寡核苷酸顺序，并且要有8～3o或更多的寡核苷酸才能引起免疫刺激作用。broide等研究发现，dna免疫可以减轻嗜酸细胞浸润、气道高反应性和il－5的产生。sur等的研究进一步证实了上述结果，认为cpgdna接种可防治变态反应性肺部炎症。过敏原dna接种或过敏原dna和cpgdna一起接种可引发特异的thl免疫应答，从而对该过敏原引起的过敏反应起保护作用。raz争的研究发现，用编码大肠杆菌β-半乳糖苷酶（β一gal）的质粒dna免疫小鼠可引起特异的thl免疫应答，而β-gal免疫动物可引起对同一抗原的th2免疫应答，质粒β-galdna皮内注入β-gal致敏小鼠可使特异性的ige水平下降66％～75％。spiegelberg等的研究也发现了基本相似的结果。有研究表明，用hdm抗原的质粒dna对大鼠进行肌肉注射，可明显阻止雾化吸入hdm所致的ige的合成、组织胺释放和气道高反应性。3.3反义寡核苷酸反义寡核苷酸是一种单链核苷酸，一般为15～24个碱基，可特异地与目的蛋白的mrna结合，使翻译受阻，从而起到基因封闭作用，也是较常用的一种基因治疗或称为基因后治疗方法，具有高效、特异、设计方便、副作用小等优点，目前亦有用于哮喘实验性治疗的报道。考虑到腺苷在哮喘发病中可能起一定作用，nyce等用针对腺苷a1受mrna的反义寡核苷酸雾化吸入治疗哮喘的兔模型，结果发现，雾化吸入后，腺苷及屋尘螨（hdm）引起的气道收缩明显减轻。3.4其它过敏原与b细胞表面ige结合，可引起细胞的增殖、活化和ige产生，因此清除表达膜ige的b细胞可达控制哮喘发作的目的。lustgarten等转染整合有非过敏性抗ige抗体可变区编码序列的tcr基因t细胞，使t细胞表达ige抗体，结合b细胞表面ige，从而长期持续清除lge产生细胞，避免过敏反应的发生。免疫细胞激活后，诱发转录因子，如ap－l复合体（jun／fos或jun/jun）和核因子κb（nf－κb）基因的表达，进一步诱发各种细胞因子的产生，同时这些转录因子还可抑制激素受体基因的表达，在激素抵抗到哮喘的发病过程中起一定作用，因此抑制转录因子基因的表达，在哮喘的治疗中亦可能起一定作用。wrighton等用腺病毒载体转染i－kbα（转录因子nf－κb抑制剂）基因，内皮细胞转染这种基因后，脂多糖刺激所致内皮细胞激活明显受抑制，vcam—l、il－l、il－6、il－8等的合成明显a减少，从而可能在哮喘治疗中起一定作用。
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