国家科技奖得主黄淑帧：海贫血的基因治疗评估

　　

生物通报道：慢病毒载体近年来已成功地应用到地中海贫血的基因治疗中，并且被证实能够有效地改善地中海贫血的症状。但是其治疗作用的稳定性和长期效应仍有待观察。来自上海交通大学医学院附属上海市儿童医院的黄淑帧教授的研究组成功地构建了人类β珠蛋白基因的慢病毒表达载体，通过对654小鼠受精卵的卵周隙显微注射的方法，成功地制备了转人类β珠蛋白基因小鼠。

 

通过PCR方法鉴定转基因小鼠基因型，研究组共获得四种小鼠：正常小鼠Hbb⁺/Hbb⁺；654小鼠Hbb^th-4/Hbb⁺；正常的转基因小鼠β^hu－Hbb⁺/Hbb⁺ ； 654转基因小鼠β^hu－Hbb^th-4/Hbb⁺ 。

 

通过小鼠繁育获得转基因小鼠的F1和F2代，他们发现654转基因小鼠后代的存活率较654小鼠显著提高（50.0～53.1％ vs. 26.8％，P<0.01）。

 

研究组进一步通过RT-PCR、Western Blotting和ELISA等方法分析了外源基因在转基因小鼠体内的表达情况，结果显示在转基因小鼠体内可以合成人类β珠蛋白正常剪接的mRNA和蛋白质，并且在F0、F1和F2三代小鼠间保持稳定的水平。通过分析b⁶⁵⁴地贫小鼠的血液学指标和病理学变化，研究组进一步观察了慢病毒载体介导的基因治疗对b⁶⁵⁴地贫的改善作用。

 

经过分析发现，在整合慢病毒载体的β⁶⁵⁴地贫小鼠中，血红蛋白和红细胞水平均显著升高，外周血中异型红细胞和靶型细胞的比例显著下降，网织红细胞数目减少；病理学观察发现脾脏体积减小，红髓减少，髓外造血减轻，肝脏中铁离子沉积减少。这说明慢病毒载体介导人类β珠蛋白基因进行基因治疗可以改善了β⁶⁵⁴地贫小鼠的贫血症状。

 

研究组利用这种转基因小鼠模型，观察到慢病毒载体介导的基因治疗能够有效、稳定地改善地中海贫的症状，为临床前的研究提供了更多信息，这种制备慢病毒转基因小鼠的方法还可以为其它疾病的基因治疗评价提供借鉴。

 

地中海贫血（Thalassemia）。是一组遗传性溶血性贫血。其共同特点是由于珠蛋白基因的缺陷使血红蛋白中的珠蛋白肽链有一种或几种合成减少或不能合成。导致血红蛋白的组成成分改变，本组疾病的临床症状轻重不一，大多表现为慢性进行性溶血性贫血。本病以地中海沿岸国家和东南亚各国多见，我国长江以南各省均有报道，以广东、广西、海南、四川、重庆等省区发病率较高，在北方较为少见。若夫妻为同型地中海型贫血的带因者，每次怀孕，其子女有1/4的机会为正常，1/2的机会为带因者，另1/4的机会为重型地中海型贫血患者，因此，在遗传咨询及产前诊断方面，这是非常重要的疾病。

 

黄淑帧，上海交通大学医学遗传研究所教授、研究员、研究室主任，上海市儿童医院医学遗传研究所研究员。她长期从事医学遗传学和胚胎工程学的研究，在遗传病的基因诊断、基因治疗、转基因动物和干细胞等领域成绩卓著，在国内外已发表论文400多篇，荣获国家级、省部级和上海市的重大科技成果奖30多次，其中获国家科技进步奖二等奖3次。

 

黄淑帧教授领衔的课题组，在国际上首次将人脐血内的造血干细胞移植到50头山羊胎中，生出的39头小羊的血液、组织和器官里都有了人的细胞和基因。2006年5月16日的《美国科学院院报》(PNAS)上发表了黄淑帧教授课题组的相关论文，标志着这一领域的研究有了突破性进展。

 

为了避免体内免疫系统对外源干细胞的排斥反应，黄淑帧教授等巧妙利用胎儿早期免疫系统发育尚未成熟的特点，在B超监视下，将带有绿色荧光蛋白（GFP）报告基因标记的人脐血造血干细胞注射到妊娠45—55天的胎山羊腹腔中，成功地建立了人源干细胞能在山羊体内长期存活的人／山羊异种移植嵌合体。在活体水平上系统地观察、分析了人源于细胞在嵌合体山羊多种脏器中的生物学特征，并用基因芯片分析了嵌合体中人源基因的表达谱，获得了宝贵的科学资料。同时，黄淑帧领导的课题组还构建了肝脏损伤的转基因小鼠模型，并在胎鼠怀孕12天时注射干细胞来治疗小鼠的肝脏损伤，成功地使肝脏损伤获得修复。

2006年5月29日，该课题组的成果在上海交通大学顺利通过鉴定。该成果还具有多项潜在意义，为干细胞在活的生物体内的研究开辟了新思路：像血友病、地中海贫血、神经肌肉缺陷等先天性遗传病的患者，未来就不用为家族病史而放弃怀孕生健康孩子的希望；利用这一技术，还能把人和动物的嵌合体的器官当做“药厂”。（生物通雪花）