唾液腺介导基因治疗研究进展
摘要基因治疗是当今医学研究中最具有前景的研究之一，越来越多的证据表明，哺乳动物大唾液腺是基因治疗很有应用价位的靶位。本文就唾液腺介导的基因治疗研究进展作一综述。
关键词 唾液腺基因治疗 基因转移载体
哺乳动物唾液腺(腮腺、领下腺)的解剖特点使其成为基因治疗极好的靶位[1川:
①第一代写网通过导管系统在口腔的开口，可直接无创逆行注射各种基因至唾液腺;
②腺体的腺泡和导管细胞均呈单层排列，大大增加了与基因转移载体直接接触的机会，提高转基因的表达效率;
③人类唾液腺都有完整的包膜，能限制载体扩散，对其他组织产生副作用;④唾液腺具有分泌作用，能产生大量蛋白质，发挥外分泌功能。下面笔者就近年来唾液腺介导基因治疗口腔、唾液腺及全身性疾病的研究进展作一简要综述。治疗放射性损伤唾液腺内具有分泌唾液功能的腺泡细胞对电离辐射非常敏感，头颈部恶性肿瘤放射治疗致唾液腺损伤时，主要是破坏大量的腺泡细胞阎，导致唾液分泌功能降低，临床上出现口干症。据报道问，美国每年新增4万例头颈部癌患者，大部分都需进行放射治疗。而传统的治疗药物，如毛果芸香碱等促唾剂对放疗所致的口干症疗效欠佳闭。因此，如何预防和治疗放疗所致的唾液腺损伤一直是众多学者研究的方向。Delnorte等l8]认为，对经放射后唾液腺内仍然存活的细胞(主要是导管细胞)转移编码水通道蛋白1(AQPI)的基因，可以增加这些导管细胞的透水性，使其变成具有分泌功能的表型。他们用重组腺病毒(Ad)把人水通道蛋白1(hAQPI)转入受21Gy放射的大鼠领下腺内，3d后，唾液流量增加2一3倍，接近于正常腺体的水平;而未经基因治疗的放射大鼠领下腺对照组，其唾液分泌仅达到正常水平的35%。受此鼓舞，DelPorte等l9]继续对灵长类动物(恒河猴)进行了类似实验，但结果并非令人满意，只有部分动物的唾液分泌轻度增加，这可能与恒河猴腺体内注入的载体量不足有关。目前，正在对猪进行更大规模的研究【l0]，以确定叼尸1基因转移能否最终在临床获得应用。最近Zheng等[l’〕分别用人唾液淀粉酶启动子(AMYIC)、组织激肤释放酶启动子(KLKI)和巨细胞病毒启动子(CMV)构建了3种不同的腺病毒载体AdAMY一lu。、AdKALL一lu。和AdCMV一lue。实验证实，AdAMY一luc引起luC在腺泡细胞内高表达，AdKALL一luc引起luC在导管细胞内高表达，而CMV启动子引起luc在腺泡细胞和导管细胞内的表达无差异。这提示把AMYIC和KLKI这两种具有细胞/组织特异性的启动子与基因转移载体合用，可以使治疗基因定向的表达在腺泡细胞或导管细胞中，从而防止基因在腺体外产生不必要的表达，为将来基因转移用于临床提高了安全保证。2修复自身免疫损伤舍格伦综合征(55)是一种常见的破坏唾液腺组织，致唾液分泌明显减少的自身免疫疾病。其病理特征是:唾液腺和泪腺发生局灶性单核细胞浸润，主要是产生细胞因子的CD4+细胞1912]，Thl细胞产生IL一2、INF一，、TNF一a等，诱导炎症反应，并刺激细胞毒性T细胞发挥作用，造成腺体组织破坏;ThZ细胞产生IL一4、IL一6、IL一10，倾向于减轻炎症反应ll3]，因此，应用基因治疗增强ThZ功能，并抑制Thl细胞，将有助于恢复唾液腺内的免疫平衡，从而使腺体内的病理破坏停止，促进内源性组织修复反应，这一设想已经动物实验得到证实Il4j。对患有自身免疫疾病的患者进行基因治疗，需要考虑一个主要问题就是，机体对载体会发生免疫反应。为此，许多研究人员在探索对自身免疫病，包括55进行基因治疗时都使用较腺病毒载体免疫原性低的腺相关病毒2型(AAV一2)载体。有学者用重组AAV一2载体转移IL10进行治疗类风湿性关节炎的实验llFl，发现IL一10能较长时间缓解鼠的关节炎症状。Yamano等用非肥胖性糖尿病(NOD)鼠作为55的模型，转移相同的载体进入唾液腺，发现治疗组唾液流量较对照组高3倍。
目前，他们仍在继续研究、探讨将该治疗方案用于55患者的可能性。基因治疗修复唾液腺损伤的前提是腺体内必须有存活的上皮组织。如果因自身免疫损伤，造成腺体内实质细胞完全丧失、全部被纤维组织代替，即使采用转基因的方法也不能增加唾液的生成110]。针对这种情况，有学者开始尝试把组织工程与基因工程技术相结合来制造人造唾液腺。植，阻止其参与牙菌斑的形成。这种方法也可以用来使人对其他口腔微生物，如变异链球菌产生免疫。虽然DNA疫苗的应用还处于早期研究阶段，但该方法在预防龋病与牙周病中将发挥重要作用。5治疗相关全身性疾病3治疗白色假丝酵母菌感染口腔白色假丝酵母菌(曾称白色念珠菌)感染临床上日趋常见，单纯用抗真菌药物治疗效果并不佳，且耐药菌株日益增多。由唾液腺合成并分泌至人类唾液中的抗真菌)Jk—富组蛋白，具有明显地抗真菌作用。有学者发现网，AIDS患者唾液中富组蛋白减少，与口腔假丝酵母菌感染有关。O’Connellll0)构建编码富组蛋白3的重组腺病毒载体(AdCMVH3)转染到大鼠唾液腺内，腺体则分泌大量的富组蛋白3进入唾液中，而未转染大鼠的唾液中测不到富组蛋白。体外实验证明，富组蛋白3能预防芽管的形成，杀死耐药菌的芽生抱子，对耐药菌和非耐药菌均非常有效。进一步的体内实验正在白色假丝酵母菌感染的动物模型中进行。1996年，Kagami率先用腺病毒介导al一抗胰蛋白酶基因，经导管注入大鼠领下腺，其血液中胰蛋白酶含量明显升高。这表明基因投递于唾液腺局部后，基因治疗的产物已通过内分泌作用投递至全身。这种现象也已被其他实验证实l2]。另外还有学者用腺病毒分别转移编码激肤释放酶或I拼、IL]O的基因进入鼠的唾液腺，转基因产物也分泌至血液中l3]。Coldfine等用阳离子脂质体转移编码人生长激素(hCH)的质粒进入大鼠唾液腺后，血清中hGH水平降低;而He等‘，8用腺病毒载体转移hGH，血清中hGH水平则超过生理水平(5林g/L)达到约16林g/L，且实验组动物血清中胰岛素样生长因子1(IGF一l)、三酞甘油的含量及血清中尿素氮/肌醉比均较对照组升高，提示hCH具有全身生物学活性。这一系列实验有力地证明，唾液腺可以作为介导全身基因治疗的靶位。虽然基因治疗还处于刚刚起步阶段，但众多相关研究已取得良好的成果，并展示出诱人的前景。唾液腺作为基因治疗的靶器官，正越来越引起人们的重视。但尚有许多问题有待解决:如至今尚无理想的基因转移载体，目前应用的各种载体，或多或少都存在缺陷;唾液腺细胞内转基因的表达能否持续;基因表达的调控机制尚未完全阐明等。6参考文献4DNA疫苗的研制多年来科学家们一直在尝试应用传统的疫苗技术来预防龋病和牙周病，但随着转基因技术的发展，近年来出现了一种新的预防接种疫苗，即DNA疫苗。Kawabata等lln把编码牙酿叶琳单胞菌纤毛基因的质粒注入鼠的唾液腺，该基因使鼠唾液腺组织内产生纤毛蛋白，并分泌特异性唾液IgA和IgG抗体及血清IgG抗体。从理论上来讲，这种免疫反应可以保护宿主抵御牙酿叶琳单胞菌的定
唾液腺介导基因治疗研究进展吉林大学口腔医学院苏涛藏光祥综述孙宏晨欧阳谐审校摘要基因治疗是当今医学研究中最具有前景的研究之一，越来越多的证据表明，哺乳动物大唾液腺是基因治疗很有应用价位的靶位。本文就唾液腺介导的基因治疗研究进展作一综述。关键词唾液腺基因治疗基因转移载体哺乳动物唾液腺(腮腺、领下腺)的解剖特点使其成为基因治疗极好的靶位[1川:
①通过导管系统在口腔的开口，可直接无创逆行注射各种基因至唾液腺;
②腺体的腺泡和导管细胞均呈单层排列，大大增加了与基因转移载体直接接触的机会，提高转基因的表达效率;
③人类唾液腺都有完整的包膜，能限制载体扩散，对其他组织产生副作用;
④唾液腺具有分泌作用，能产生大量蛋白质，发挥外分泌功能。下面笔者就近年来唾液腺介导基因治疗口腔、唾液腺及全身性疾病的研究进展作一简要综述。治疗放射性损伤唾液腺内具有分泌唾液功能的腺泡细胞对电离辐射非常敏感，头颈部恶性肿瘤放射治疗致唾液腺损伤时，主要是破坏大量的腺泡细胞阎，导致唾液分泌功能降低，临床上出现口干症。据报道问，美国每年新增4万例头颈部癌患者，大部分都需进行放射治疗。而传统的治疗药物，如毛果芸香碱等促唾剂对放疗所致的口干症疗效欠佳闭。因此，如何预防和治疗放疗所致的唾液腺损伤一直是众多学者研究的方向。Delnorte等l8]认为，对经放射后唾液腺内仍然存活的细胞(主要是导管细胞)转移编码水通道蛋白1(AQPI)的基因，可以增加这些导管细胞的透水性，使其变成具有分泌功能的表型。他们用重组腺病毒(Ad)把人水通道蛋白1(hAQPI)转入受21Gy放射的大鼠领下腺内，3d后，唾液流量增加2一3倍，接近于正常腺体的水平;而未经基因治疗的放射大鼠领下腺对照组，其唾液分泌仅达到正常水平的35%。受此鼓舞，DelPorte等l9]继续对灵长类动物(恒河猴)进行了类似实验，但结果并非令人满意，只有部分动物的唾液分泌轻度增加，这可能与恒河猴腺体内注入的载体量不足有关。目前，正在对猪进行更大规模的研究，以确定叼尸1基因转移能否最终在临床获得应用。最近Zheng等[l’〕分别用人唾液淀粉酶启动子(AMYIC)、组织激肤释放酶启动子(KLKI)和巨细胞病毒启动子(CMV)构建了3种不同的腺病毒载体AdAMY一lu。、AdKALL一lu。和AdCMV一lue。实验证实，AdAMY一luc引起luC在腺泡细胞内高表达，AdKALL一luc引起luC在导管细胞内高表达，而CMV启动子引起luc在腺泡细胞和导管细胞内的表达无差异。这提示把AMYIC和KLKI这两种具有细胞/组织特异性的启动子与基因转移载体合用，可以使治疗基因定向的表达在腺泡细胞或导管细胞中，从而防止基因在腺体外产生不必要的表达，为将来基因转移用于临床提高了安全保证。2修复自身免疫损伤舍格伦综合征(55)是一种常见的破坏唾液腺组织，致唾液分泌明显减少的自身免疫疾病。其病理特征是:唾液腺和泪腺发生局灶性单核细胞浸润，主要是产生细胞因子的CD4+细胞1912]，Thl细胞产生IL一2、INF一，、TNF一a等，诱导炎症反应，并刺激细胞毒性T细胞发挥作用，造成腺体组织破坏;ThZ细胞产生IL一4、IL一6、IL一10，倾向于减轻炎症反应ll3]，因此，应用基因治疗增强ThZ功能，并抑制Thl细胞，将有助于恢复唾液腺内的免疫平衡，从而使腺体内的病理破坏停止，促进内源性组织修复反应，这一设想已经动物实验得到证实Il4j。对患有自身免疫疾病的患者进行基因治疗领第一和第二前磨牙拔牙矫治的咬合评价和头影测t分析[英]/ongHB.二//Angleo卜thod.•2(M)1，71(2)一90一102为达到正畸目的常需拔除前磨牙，可直接解除拥挤，纠正前牙关系。拔牙矫治中，牙弓大小的变化贯穿整个治疗过程，拨牙牙位的选择将直接影响牙弓前段的内收。学者们对于切牙的移动与软组织侧貌的变化是否存在确定的比例关系存在异议。作者的目的是研究拔除上领第一或第二前磨牙后上领牙弓大小及位置的变化。材料和方法选择拔除4个前磨牙的患者71例，病例纳入的条件:
①非对称的前磨牙拔除病例排除在外;
②任何病例不得采用辅助装置;③所有病例要求资料齐全，均采用方丝弓矫治技术。疗程14一44个月，平均26.4个月。将病例按照拔牙部位分为以下3组，拔除4/4组矫治前为中度深覆盖和H类磨牙关系;拔除4/5组矫治前其深覆盖较大(平均6.1mm，)为n类磨牙关系;拔除5/5组矫治前深覆盖与拔除4/4组相同，但是磨牙关系为I类，其前牙前突小于其他两组。3组中上中切牙凸距大于Ricketts报道的平均距离。拍摄矫治前第一代写网后的头颅侧位定位片，用Westcef方法进行分析。
结果和讨论矫治结束后，3组患者的尖牙及磨牙关系均为I类，上中切牙凸距相似。3组的牙弓深度和牙弓长度减小程度相似;上领前磨牙区的宽度增加;磨牙区牙弓宽度的减少存在显著性差异。上领切牙的前突减小，上领第一前磨牙拔除的病例其上中切牙凸距与上中切牙倾斜明显大于第二磨牙拔除的病例;3组的上下中切牙角均增加。治疗前后的头影测量片重叠后分析发现，上领第一前磨牙拔除组上切牙内收(2.5mm)明显大于上领第二前磨牙拔除组(1.6mm)。3组上领磨牙的前移无显著性差异，范围为3.7一4.7mm。有一20%上领第一前磨牙拔除的病例和19%上领第二前磨牙拔除的病例其上领切牙移动大于第一磨牙的移动。拔除4/4、4/5者13%，拔除5/5者为19%。矫治前的前牙覆盖、11类磨牙关系与前牙的前突是决定拔牙与否的重要因素。3组的牙弓深度、整个牙弓长度与牙弓前后向的长度减小程度相似;上领第二前磨牙拔除组其磨牙间宽度减小程度和磨牙前移量大于第一前磨牙拔除组;第一前磨牙拔除组其前牙内收大于第二前磨牙拔除组。在上领前磨牙拔除的病例中，由于存在个体差异，其切牙和磨牙变化的变异范围较大。