必修2遗传与进化《科学·技术·社会基因治疗》公开课教案下载

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五、基因治疗实例

1、交界型大疱性皮松解症（JEB）

在表皮与真皮之间有一层“细胞外间质”， 把表皮牢牢地“粘”在真皮之上。细胞外间质中有一种蛋白，叫层黏连蛋白-332（laminin-332），编码这种蛋白的其中一个基因为LAMB3基因，患者LAMB3基因出现2个碱基对的替换，让这种蛋白失去了作用，失去了“胶水”的表皮无法黏附在真皮上，也无法保护娇嫩的真皮。患者皮肤变得像纸一样脆弱，日常磕碰，甚至像穿衣这样的轻轻摩擦，都会让皮肤受伤，继而出现糜烂和水疱。那些普通人根本不会在意的微小划痕，在他们身上都会变成一个个巨大伤口。

根据以上材料，小组讨论并回答下列问题：

（1）与正常人相比，该病患者蛋白质和基因分别出了什么问题？

（2）你认为能否从蛋白质入手对哈桑进行治疗？为什么？

（3）如果采用基因治疗，你将怎样操作？

2、镰刀型细胞贫血

镰刀型细胞贫血的病理在于β-珠蛋白基因发生单碱基突变，改变了β-珠蛋白的氨基酸序列，导致血红蛋白溶解度下降，进而形成管状凝胶结构，引起红细胞扭曲成镰刀状。由于形态异常，镰刀型红细胞易在细微血管分支处聚集，造成血管阻塞，严重者甚至死亡。

根据以上材料，小组讨论并回答下列问题：

（1）与正常人相比，该病患者蛋白质和基因分别出了什么问题？

（2）从蛋白质和基因入手你分别能提出什么常规治疗方法（此时不考虑基因治疗）？

（3）你提出的治疗方法有没有副作用，能否根治病人？

（4）如果采用基因治疗，你将怎样操作？

3、艾滋病

艾滋病又称获得性免疫缺陷综合征，由人免疫缺陷病毒（HIV）感染引起。HIV进入人体后，主要攻击CD4阳性的T淋巴细胞，破坏人体的免疫系统，最终患者多因免疫系统崩溃而罹患肿瘤或受其他病原体感染致死。研究发现，HIV感染T细胞需要由细胞表面的多种蛋白共同介导，病毒靠CD4蛋白识别T细胞，并通过CCR5蛋白进入细胞，使细胞感染。绝大多数人细胞中含有CD4和CCR5蛋白基因，因此阻断这些蛋白与HIV的识别有望治愈艾滋病。

根据以上材料，小组讨论并回答下列问题：

（1）以CCR5基因为操作对象，如果采用基因治疗预防/治疗艾滋病，你将怎样操作？

六、基因治疗的靶细胞

七、基因治疗的发展

初期探索：1963年，美国分子生物学家、诺贝尔生理学或医学奖获得者Joshua Lederberg第一次提出了基因交换和基因优化的理念，为基因治疗的发展奠定了基础；1970年，美国医生Stanfield Rogers试图通过注射含有精氨酸酶的乳头瘤病毒来治疗一对姐妹的精氨酸血症，这是首例人体试验，试验以失败告终。此后几十年间科学家又陆续开展了多项临床试验，但这个时期治疗技术还不成熟，因此基因治疗的发展也始终不愠不火。

狂热发展：1990年，被后人称为“基因治疗之父”的William French Anderson医生领衔开展了针对重症联合免疫缺陷病的基因治疗，患者为一名美国4岁女孩。接受治疗后，其机体产生腺苷脱氨酶的能力有所提高，病情得到缓解，该患者目前仍然存活。两年后又有一例基因治疗临床试验取得成功。自此，患者、医生和科学家的热情迅速被点燃，行业进入狂热发展的阶段，10年间开展了上千例临床试验。总体而言，这个时期的基因治疗取得了初步的成功，但技术上仍存在很大的安全风险，行业进入了短暂的非理性发展阶段。

曲折前行：1999年，美国男孩Jesse Gelsinger参与了宾夕法尼亚大学的基因治疗项目，接受治疗4天后因病毒引起的强烈免疫反应导致多器官衰竭而死亡。该事件是基因治疗发展的转折点。此外，FDA曾于2003年暂时中止了所有用逆转录病毒来改造血液干细胞基因的临床试验，但经过3个月严格审核权衡后，又允许基因治疗临床试验继续进行。这个时期的基因治疗相比20世纪90年在技术上有所发展，但仍存在较大的安全隐患，行业整体上理性发展。

再度繁荣：2012年，荷兰UniQure公司的Glybera在欧盟审批上市，用于治疗脂蛋白脂肪酶缺乏引起的严重肌肉疾病。同年，Jennifer Doudna以及美籍华人科学家张峰发明了CRISPR/CAS9基因编辑技术，这是基因治疗领域革命性的事件。自此，基因治疗技术上的一些瓶颈得到突破，有效性和安全性都有所提高，行业迎来新一轮的发展高潮。

从以上材料，你有什么感悟？