关于基因的科技论文2500字
基因科技可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中，甚至可把细菌、动植物的基因互换。下面是小编为大家精心推荐的关于基因的科技论文2500字，希望能够对您有所帮助。
关于基因的科技论文2500字篇一
基因治疗研究进展
【摘要】 基因治疗一种很有发展前途的高新技术。基因治疗有望成为治疗遗传病、肿瘤、心血管病、病毒感染及其它难治性疾病的有效手段，本文通过国内外相关文献的分析，从基因治疗(基因治疗的现状、肿瘤的基因治疗)、基因预防、基因治疗技术、基因治疗存在的问题和未来发展等进行综述。
【关键词】 基因治疗;基因预防;基因治疗技术;现状;问题和未来发展
人类的疾病是由于其本身的基因的核苷酸发生变化有关。近年来，基因治疗作为一种安全的、新的疾病治疗手段，在一定程度上取得了重大进展。
1 基因治疗
基因治疗(Genethrapy)是向靶细胞引入正常有功能的基因，以纠正或补偿致病基因所产生的缺陷，从而达到治疗疾病的目的，通常包括基因置换、基因修正、基因修饰、基因失活等。简而言之，基因治疗是指通过基因水平的操纵而达到治疗或预防疾病的疗法。
1.1 基因治疗的现状
生物医学的深入研究表明，人类的各种疾病都直接或间接与基因有关[1]。因此，可认为人类的一切疾病都是“基因病”。故人类疾病可分为三大类。一类是单基因病。这类疾病只需一个基因缺陷即可发生，如腺苷脱氨基酶(ADA)缺陷症。二是多基因病。此类疾病的病因大多比较复杂，不但涉及各个基因，往往还与环境因素(包括自然环境、社会环境、生活方式等)有关。基因缺陷和疾病表型都具有明显的多样性。Ⅰ型糖尿病、肿瘤、心血管疾病等皆属此类。三是获得性基因病。此乃病原微生物入侵所致，如艾滋病、乙型肝炎等。因此，理论上，人类所有的疾病都可采用基因治疗。
1.2 肿瘤的基因治疗
目前治疗癌症的基因疗法种类颇多，主要集中在免疫基因治疗、药物敏感性基因治疗、肿瘤抑制基因治疗治疗三个方面。
1.2.1 免疫基因治疗
常用方法有：①细胞因子基因治疗：将某些细胞因子基因如IL2、IL4、IL6、B71，GMCSF等转染肿瘤细胞后，增强机体对肿瘤细胞的免疫反应。②肿瘤抗原基因免疫治疗：将某些肿瘤抗原基因如MHC基因等转染肿瘤细胞，增强肿瘤细胞免疫原性。②反义基因治疗：应用反义核酸在转录和翻译水平，通过碱基互补原则封闭某些异常基因的表达，反义核酸被称为信息药物[3]。④用抗体抑制癌基因的产物杀灭肿瘤细胞。
另外，端粒酶在形成过程中依赖一种染色体端粒分泌出的名叫HTERT的蛋白质，它是端粒酶产生的基础和模板。采用基因工程手段对这种蛋白进行改造，抑制端粒酶的产生过程，从而阻止癌细胞的无限分裂。
1.2.2 药物敏感性基因治疗
利用单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSVTK)基因来治疗脑恶性胶质瘤，用“自杀基因”“插入”正在分裂增殖的肿瘤细胞，并与肿瘤基因组“整合”而“生出”胸苷激酶。该酶能使进入肿瘤细胞和原来对该细胞无毒的一种叫更昔洛韦的药物立即成为“毒死”肿瘤细胞的“杀手”，并能杀死邻近的肿瘤细胞[2]。我国上海市肿瘤研究所基因实验室在国内率先研制成功的胸苷激酶基因工程化细胞制剂已开始用于脑恶性胶质细胞瘤的基因治疗。增强机体对治疗耐受能力的基因疗法，例如向患者骨髓细胞导入多药耐药基因，则可增加化疗或放疗剂量以便更多地杀灭癌细胞，而机体能够耐受，就可以提高治疗效果。
1.2.3 肿瘤抑制基因治疗
恶性肿瘤本质是一种基因病，肿瘤的发生、发展与复发均与基因的改变密切相关，因此基因治疗针对的是肿瘤发生的根源——在基因水平上对肿瘤进行根治。这方面研究最多的为野生型p53基因疗法。将重组的人P53腺病毒，通过注射导入人体所需的P53抑癌基因，以抑制肿瘤发展，甚至缩小肿瘤[4]。如北京市海淀医院基因治疗中心用重组人P53 腺病毒注射液(又名今又生、是一种广谱抗癌基因药品)，用于治疗头颈部鳞癌、鼻咽癌、喉癌、肺癌、乳腺癌、结直肠癌、胃癌等各类实体性肿瘤。
1.4 基因预防
细胞在演变为癌之前的数年甚至几十年中，分子水平的基因突变多数已经出现，及时了解某些特定基因的完损与否，就可以通过减少对致癌因素的接触以及修复基因的功能来达到预防的目的，例如高血压、糖尿病、乳腺癌等。干细胞是细胞最早期、最原始的阶段，可以通过干预干细胞基因，纠正疾病“因素”。基因检测是21世纪预防医学最伟大的发明。它使人们真正地可以了解自己的健康，尤其对我们的下一代进行基本疾病的基因检测其意义更重大，如果提前知道他们身上有哪些疾病的易感基因，我们完全可以通过对居住条件、膳食组成、生活方式、增加体检频度、接受早期诊治等多种方法，有效地规避
疾病发生的环境因素。通过基因检测，可向人们提供个性化健康指导服务、个性化用药指导服务和个性化体检指导服务。就可以在疾病发生之前的几年、甚至几十年进行准确的预防，而不是盲目用药、无效用药、有害用药以及保健等。
2 基因治疗技术
2.1 基因治疗常用方法
有两种，即体内疗法(In vivo)和体外疗法(Ex vivo)。体内疗法是将外源基因导入受体体内有关的器官组织和细胞内，以达到治疗目的，这是一种简便易行的方法，如肌肉注射、静脉注射、器官内灌输、皮下包埋等，但其缺点是基因转染率较低。研究和应用较多的还是体外疗法，即先在体外将外源基因导入载体细胞，然后将基因转染后的细胞回输给受者，使携有外源基因的载体细胞在体内表达治疗产物，以达到治疗目的。最常用的技术有三种：(1)体外处理疗法：将有基因缺陷的体细胞取出后，引入正常的基因拷贝后再送回体内;(2)原位疗法：使用载体将目的基因直接导入靶细胞;(3)体内疗法：将基因载体注入血液，定向寻找靶细胞并将基因安全有效地导入。
2.2 基因治疗载体
有效的基因治疗依赖于外源基因在受体中高效、稳定的表达，而这在很大程度上取决基因治疗所采用的载体系统。基因治疗载体可分两大类：病毒性载体和非病毒性载体。
2.2.1 病毒性载体
病毒性载体如逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、痘苗病毒、疱疹病毒等。逆转录病毒应用最早，研究也相当深入，目前仍被广泛应用。
2.2.1.1 逆转录病毒载体
反转录病毒(Retrovirus)是一类已知的RNA病毒。该载体系统有两部分组成，一是带有外源基因的重组反转录病毒载体分子，二是能以反式提供病毒结构蛋白的包装细胞，其要求是能高效产生感染靶细胞的重组病毒颗粒，且无野生型的反转录病毒存在，后者是基因治疗安全性的关键问题。逆转录病毒载体最大优点是：(1)转染谱广，可以感染各种细胞类型;(2)转入的外源基因可完全整合;(3)对细胞感染率高，达到100%;(4)感染细胞不产生病变，可建立细胞系长期持续表达外源基因。根据报道利用逆转录病毒作为载体来进行血友病A的基因治疗已经有了很大的进展。
2.2.1.2 腺病毒载体
腺病毒(Adenovirus，Ad)是一种无包膜的线状双链DNA病毒，其复制不依赖于宿主细胞的分裂。临床上已运用Ad载体系统对囊性纤维病进行基因治疗，取得良好的效果。Ad载体具有以下优点：(1)人类是Ad的自然宿主，因此比较安全;(2)靶细胞范围广，不仅能感染复制分裂细胞，也能感染非分裂细胞;(3)滴度高，可达1011～1012pfu·ml-1;(4)可在肠道及呼吸道内繁殖，其重组病毒可由静脉注射、肠道吸收或气管内滴注等多种方式给予，已达到有效的基因转移和治疗;(5)该载体没有包膜，不易被其补体所灭活，可直接在体内应用。
2.2.1.3 腺相关病毒载体
腺相关病毒(Adenoassociated virus，AAV)单链DNA病毒，是一种缺陷型病毒，只有与腺病毒、单纯疱疹病毒等共感染时才能进行有效复制。与其他载体病毒相比：(1)AAV无致病性，并且在受染体上不会引发免疫反应;(2)宿主范围广，并可感染非分裂细胞;(3)AAV载体可将外源基因定点整合到人类19号染色体长臂，基因表达稳定;(4)AAV是一种无包膜病毒，对各种理化处理稳定，易于分离纯化。腺相关病毒载体目前已应用于临床治疗囊性纤维化病。
2.2.1.4 牛痘苗病毒
牛痘病毒(Vaccinia virus)是一种有包膜的双链DNA病毒，分子量大，180～220kb，可感染多种组织，其整合率低，可供短期的基因表达。牛痘苗病毒具有可感染静息期细胞、基因不整合在宿主染色体上、外源基因整体容量大等特点。主要缺点是引发免疫反应，使重复给药成问题。目前正在研制一种重组牛痘病毒载体，可插入并表达多个基因，易转染多种肿瘤细胞，并可高效表达目的基因。
2.2.1.5 单纯疱疹病毒载体
单纯疱疹病毒载体(Herps simplex virus，HSV)是一种长约152kb的双链DNA病毒，可在受染细胞的核中复制。HSV载体具有以下优点：(1)宿主细胞广泛;(2)病毒滴度高;(3)外源基因容量大;(4)对神经细胞具有嗜向性，可在神经元细胞中建立终生潜伏性感染。HSV载体的不足之处在于它的毒性。其它，人们利用肝炎病毒、HIV病毒作为载体直接注射肝叶获长期表达，但对其安全性还有待进一步证实。
2.2.2 噬菌体载体
近年来，噬菌体因其高增殖、安全、大容量等特性而受到人们重视，但由于噬菌体缺乏对哺乳类细胞的趋向性而受到限制。利用M13噬菌体通过成纤维生长因子(FGF)介导连接靶细胞，从而达到目标基因的转移。厌氧菌作为基因治疗的载体，具有肿瘤靶向性强、安全性高等特点，是一种新型的基因治疗载体。当厌氧菌携带具有治疗作用的目的基因时，可有效的抑制实体瘤细胞的生长。有人用双歧杆菌、乳酸杆菌和梭状芽孢等厌氧菌作为肿瘤基因治疗载体。
3 基因治疗存在的问题
3.1 人体基因治疗试验的危险性
在没有完全解释人类基因组的运转机制，充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的。例如病毒感染的细胞，通常不只一种，这样，当病毒载体携带基因进入人体，它们改变的不仅是靶细胞。而且，当基因被加入DNA中时，也存在新基因加错地方的可能，因而导致癌症或其它损害的危险;当DNA直接注入肿瘤，或使用脂质体传递系统时，也存在外来基因擅自进入生殖细胞(精子或卵子)而产生遗传变异的微小机会;转入的基因“过分表达”，合成过多原先没有的蛋白质产生危害的可能;转入的基因引起发炎或免疫反应的可能;特别是当试验重复时，病人的病毒会感染其他人或进入外界的可能。
3.2 社会和伦理问题
基因诊断和治疗技术是未来医学中的主流技术,但它也是一把双刃剑。基因诊断中的道德问题包括基因取舍、基因歧视、基因隐私等;基因治疗中的道德问题包括基因设计、基因改造等。基因诊断和治疗要坚持的道德原则有人类尊严与平等原则、知情同意原则、科学性原则、优后原则和治病救人原则等[5]。总的来说，基因疗法面临的问题与任何一个重大新技术发展时所面临的问题是一样的。这些技术能实现很多益处，但也会由于滥用而带来危害。
3.3 目前基因治疗所面临的问题
基因治疗是一种新的治疗手段，可以治疗多种疾病，包括癌症、遗传性疾病、感染性疾病、心血管疾病和自身免疫性疾病。过去几年里，全球基因治疗临床试验取得了很大的进步。实际上，基因治疗也遇到了很多困难。目前尚存在很多根本性的问题：许多基因缺陷病的早期诊断还有困难;缺乏对靶细胞定向导入基因的技术;基因治疗载体的安全性和有效性问题[6];导入基因的表达和调控问题;发现新的治疗基因，尤其是对疾病相关基因还不十分清楚的肿瘤基因治疗。
3.4 当前的基因治疗研究中的急需解决的问题
目前有治疗价值的基因太少、导入基因的手段不理想、导入基因表达量还太低、导入的基因缺乏可控性，急需解决提供更多可供利用的基因、设计定向整合的载体、如何高效持续表达导入基因和导入的基因具有可控性。如血友病B的基因治疗，凝血因子9的表达量只有正常人的5%，若能达到10%，则治疗效果会大大提高;若导入的胰岛素基因整天在分泌胰岛素而不受机体内血糖浓度和激素的调控，将会造成严重后果;靶细胞类型的选择和细胞移植技术;获得性疾病和遗传性疾病的基因治疗，都需要更有效的动物模型;基因转移中的副作用和抗体形成问题;长期安全性的问题、伦理道德问题[7]。
【参考文献】
1 邓洪新,田聆,魏于全. 基因治疗的现状、问题和展望[J]. 生命科学, 2005, 8(3): 196-197.
2 蔡冬坡.肿瘤基因治疗的现状和展望[J].中国肿瘤临床, 1994, 21(9): 712-714.
3 杨晓忠,张黎军. 白血病基因治疗研究进展[J]. 医学研究杂志, 1998, 27(12): 35-36.
4 张彦娜,王骅,叶燕丽,等. P53基因治疗宫颈癌的试验与临床研究[J]. 中华实用医药杂志, 2003, 3(20): 1840-1842.
5 曹志平. 基因诊断和治疗技术中的医学道德[J]. 中国高等医学教育, 2007, (8): 12-13.
6 张秀娟.基因治疗的有效性和安全性分析[J].中国临床康复, 2003, 7(8): 1317-1318.
7 顾健人. 基因治疗的现状与对策[J]. 中华医学杂志, 1997, 77(10): 723-724.