肝癌HSV—tk/GCV自杀基因治疗系统的增效策略
2022-06-09
摘要：HSV-tk/GCV系统在临床当中的应用日趋完善，不仅应用范围越来越广泛，同时也逐渐成为了提高治疗效率的重要措施之一。但是伴随着临床应用资料的不断增加，HSV-tk/GCV系统也表现出一定程度上的缺陷，因此需要通过其他领域的共同研究对临床治疗方案进行改进与补充，将治疗效率进行强化与提高。目前的增效策略当中包括了亲和性的强化、表达水平的提高、免疫系统的协作、双自杀基因的联合使用、细胞周期的全面激活、各类肿瘤的治疗方案融合等内容。本次研究将针对HSV-tk/GCV自杀基因治疗系统在肝癌当中的增效策略进行多重分析，同时对其未来的发展提出可行性建议。
关键词：自杀基因；治疗系统；肝癌；基因治疗
在目前肝癌的临床治疗当中，基因治疗的方案得到了长远的发展空间，这种治疗方法的内容包括对致癌基因进行抑制，将肿瘤抑制基因予以激活，进而使得肝癌细胞逐渐凋亡，或者是采用自杀基因予以临床治疗。现阶段的自杀基因治疗系统日趋多样化，其中以单纯疱疹病毒胸苷激酶/9-鸟嘌呤系统的应用领域最为广泛，尤其是对于肝癌的治疗理念已经逐渐成熟[1]。但是到目前为止，肝癌患者采用该系统进行治疗后并未发现治愈的临床效果，因此亟待需要大量的方法与措施对自杀基因治疗系统进行进一步的完善，使其在临床当中的治疗效率提高至最大化。
1 HSV-tk/GCV自杀基因治疗系统的基本原理
Ganciclovie是一种单纯的无毒物质，通过磷酸化作用后可以转化为毒性GCV-TP，不仅以三磷酸为主要形式，核心期刊同时还能在DNA的复制过程当中与dGTP之间形成一种竞争，进而插入DNA。其中3′-羟基的欠缺将会导致DNA链在后续的变化当中无法形成磷酸二酯键，进而终止病毒DNA链的继续延伸，起到了抑制肝癌细胞继续扩散与病毒DNA的复制、增殖作用[2]。胸苷激酶TK为人体神经系统当中隐藏的单纯疱疹病毒1所表达的产物，能够作为GCV进行单磷酸化的一种催化剂，促进毒性GCV-TP的转化效率。基于这种理念，绝大多数的医疗机构在进行相关项目的科研当中采用HSV-tk/GCV组合系统对肝癌进行基因治疗，但是由于对于HSV-tk/GCV的细胞死亡诱发机制尚不明确，因此一直在临床治疗当中无法取得决定性的突破与进展，部分相关学者与专家认为在HSV-tk/GCV的组合系统当中对细胞内部片段DNA进行处理的过程当中，有可能导致细胞基因系统产生较为显著的混乱现象，进而起到诱发并加快细胞凋亡的作用。最近的临床应用资料表明，HSV-tk/GCV作用于淋巴组织当中的囊状癌细胞时，有可能通过caspase-3通路诱发癌细胞的凋亡。
2 HSV-tk/GCV自杀基因治疗系统的增效策略
2.1强化HSV-tk与GCV的亲和性 HSV-tk/GCV系统具有极强的癌细胞杀伤效果，但是却需要HSV-tk具有极为高效的表达，同时还对GCV的浓度具有较高的要求。在实际临床的应用当中，HSV-tk在目标癌细胞当中的作用却得不到稳定的保证，另外，由于GCV具有较为明显的毒性，在导入GCV的过程当中对于剂量也要进行一定程度上的控制，因此HSV-tk与GCV之间的亲和性将对提高治疗效率起到至关重要的作用[3]。大量的相关研究结果表明，部分HSV-tk突变体的亲和性比野生型的HSV-tk/GCV效果明显更好，其中以HSV1-sr39tk受到的关注程度最高，其与GCV之间的亲和力将会达到野生型的40倍以上，而其他突变体的敏感性则达不到这样高的标准，但是依然高于野生型[4]。这种突变体的高敏感性不仅能够减少GCV在使用当中的实际剂量，还能够避免由于剂量过大而产生的各种与免疫抑制相关的风险，可以为自杀基因系统的优化与增效提供更为便利的基础。
2.2提高HSV-tk的基因表达水平 在肿瘤的组成当中，特异性启动子增强子等一系列转录调控元件能特异性能够提供肿瘤充足的成长动能，或是在肿瘤的细胞当中进行高度表达，HSV-tk基因与强启动子的元件进行结合后所产生的重组体经过转化进入到肿瘤细胞当中后，强启动子将很有可能激活HSV-tk基因，进而形成更高的强度表达。目前绝大多数的相关研究重点均为启动子，其中包括在肿瘤当中进行高表达的基因启动子，以及单一肿瘤特异性基因启动子[5]。在研究当中所发现的很多新的启动子能够与HSV-tk/GCV系统进行完美结合并应用于各类肿瘤的临床治疗当中。MK属于在肿瘤发生的过程当中通过诱导而表达的一种成长因子，能够在多种肿瘤的细胞当中进行更强的表达，因此将其启动子MKp-TK与HSV-tk基因进行重组后形成的新结合体导入到肿瘤细胞当中，具有更为高效的基因治疗效率。
3 HSV-tk/GCV基因治疗系统的应用展望
在目前的临床应用当中，HSV-tk/GCV系统在各类肿瘤方面的治疗表现均较为理想，在肝癌当中的临床疗效也能达到基础目标。另外，HSV-tk/GCV系统还能够与各种化学物质或载体进行系统结合，在各种非肿瘤类疾病的治疗当中进行应用，例如通过慢病毒介导HSV-tk/GCV对异基因骨髓移植后所可能产生的移植物抗宿主病[6]。HSV-tk/GCV的实际应用以及临床疗效方面虽然存在着较为明显的欠缺与不足，许多问题亟待解决，但是其所表现出来的生命力与临床疗效却得到了国内外研究学者的一致认同，因此对其投入了大量的精力予以继续研究，新的靶向性基因表现载体被陆续发现，新的技术、优化措施与方案也在不断更新，大量具有实际意义的临床研究与试验也在不断进行当中。随着HSV-tk/GCV系统的不断完善，还能够使人对其有更高的期待，将HSV-tk/GCV自杀基因治疗在肝癌乃至更多肿瘤的治疗效果方面取得更加具有价值的实际突破。
参考文献：
[1]Kagaya T，Nakamoto Y，Sakai Y，et al. Monocyte chemoattractant protein-1 gene delivery enhancesantitumoreffectsofherpes sim-plex virus thymidine kinase ganciclovirsystem in amodelofcolon cancer[J].Cancer Gene Ther，2013，13（4）：357-366.
[2]Lee KH，Piao H，Son BR，et a.l Herpes simplex virus thymidine kinase and granulocyte macrophage colony -stimulating factor combination gene therapy in a murine CT26 cell colon cancer model[J].Cancer Gene Ther，2014，11（8）：570-576.
[3]AghiM，Chou TC，Suling K，et al. Multimodal cancer treatment mediated by a replicating oncolytic virus that delivers the oxaza-phosphorine/rat cytochrome P450 2B1 and ganciclovir/herpes simplex virus thymidine kinasegene therapies [J].Cancer Res，1999，59（16）：3861-3865.
[4]李红阳，周世骥，刘长安，等.不同浓度载HSV1-TK基因的超声靶向微泡造影剂对HIFU治疗后裸鼠肝癌的影响[J].中国医科大学学报，2013（01）：178-179.
[5]艾志国，周世骥，徐越，等.HIFU联合包裹单纯疱疹病毒-胸苷激酶的超声微泡治疗对兔VX2肝移植瘤血管生成的影响[J].中国生物制品学杂志，2011（07）：76-77.
[6]周静.丹参酮IIA对自杀基因旁观者效应增效作用及机制研究[D].广州中医药大学，2010.
关键词：自杀基因；治疗系统；肝癌；基因治疗
在目前肝癌的临床治疗当中，基因治疗的方案得到了长远的发展空间，这种治疗方法的内容包括对致癌基因进行抑制，将肿瘤抑制基因予以激活，进而使得肝癌细胞逐渐凋亡，或者是采用自杀基因予以临床治疗。现阶段的自杀基因治疗系统日趋多样化，其中以单纯疱疹病毒胸苷激酶/9-鸟嘌呤系统的应用领域最为广泛，尤其是对于肝癌的治疗理念已经逐渐成熟[1]。但是到目前为止，肝癌患者采用该系统进行治疗后并未发现治愈的临床效果，因此亟待需要大量的方法与措施对自杀基因治疗系统进行进一步的完善，使其在临床当中的治疗效率提高至最大化。
1 HSV-tk/GCV自杀基因治疗系统的基本原理
Ganciclovie是一种单纯的无毒物质，通过磷酸化作用后可以转化为毒性GCV-TP，不仅以三磷酸为主要形式，核心期刊同时还能在DNA的复制过程当中与dGTP之间形成一种竞争，进而插入DNA。其中3′-羟基的欠缺将会导致DNA链在后续的变化当中无法形成磷酸二酯键，进而终止病毒DNA链的继续延伸，起到了抑制肝癌细胞继续扩散与病毒DNA的复制、增殖作用[2]。胸苷激酶TK为人体神经系统当中隐藏的单纯疱疹病毒1所表达的产物，能够作为GCV进行单磷酸化的一种催化剂，促进毒性GCV-TP的转化效率。基于这种理念，绝大多数的医疗机构在进行相关项目的科研当中采用HSV-tk/GCV组合系统对肝癌进行基因治疗，但是由于对于HSV-tk/GCV的细胞死亡诱发机制尚不明确，因此一直在临床治疗当中无法取得决定性的突破与进展，部分相关学者与专家认为在HSV-tk/GCV的组合系统当中对细胞内部片段DNA进行处理的过程当中，有可能导致细胞基因系统产生较为显著的混乱现象，进而起到诱发并加快细胞凋亡的作用。最近的临床应用资料表明，HSV-tk/GCV作用于淋巴组织当中的囊状癌细胞时，有可能通过caspase-3通路诱发癌细胞的凋亡。
2 HSV-tk/GCV自杀基因治疗系统的增效策略
2.1强化HSV-tk与GCV的亲和性 HSV-tk/GCV系统具有极强的癌细胞杀伤效果，但是却需要HSV-tk具有极为高效的表达，同时还对GCV的浓度具有较高的要求。在实际临床的应用当中，HSV-tk在目标癌细胞当中的作用却得不到稳定的保证，另外，由于GCV具有较为明显的毒性，在导入GCV的过程当中对于剂量也要进行一定程度上的控制，因此HSV-tk与GCV之间的亲和性将对提高治疗效率起到至关重要的作用[3]。大量的相关研究结果表明，部分HSV-tk突变体的亲和性比野生型的HSV-tk/GCV效果明显更好，其中以HSV1-sr39tk受到的关注程度最高，其与GCV之间的亲和力将会达到野生型的40倍以上，而其他突变体的敏感性则达不到这样高的标准，但是依然高于野生型[4]。这种突变体的高敏感性不仅能够减少GCV在使用当中的实际剂量，还能够避免由于剂量过大而产生的各种与免疫抑制相关的风险，可以为自杀基因系统的优化与增效提供更为便利的基础。
2.2提高HSV-tk的基因表达水平 在肿瘤的组成当中，特异性启动子增强子等一系列转录调控元件能特异性能够提供肿瘤充足的成长动能，或是在肿瘤的细胞当中进行高度表达，HSV-tk基因与强启动子的元件进行结合后所产生的重组体经过转化进入到肿瘤细胞当中后，强启动子将很有可能激活HSV-tk基因，进而形成更高的强度表达。目前绝大多数的相关研究重点均为启动子，其中包括在肿瘤当中进行高表达的基因启动子，以及单一肿瘤特异性基因启动子[5]。在研究当中所发现的很多新的启动子能够与HSV-tk/GCV系统进行完美结合并应用于各类肿瘤的临床治疗当中。MK属于在肿瘤发生的过程当中通过诱导而表达的一种成长因子，能够在多种肿瘤的细胞当中进行更强的表达，因此将其启动子MKp-TK与HSV-tk基因进行重组后形成的新结合体导入到肿瘤细胞当中，具有更为高效的基因治疗效率。
3 HSV-tk/GCV基因治疗系统的应用展望
在目前的临床应用当中，HSV-tk/GCV系统在各类肿瘤方面的治疗表现均较为理想，在肝癌当中的临床疗效也能达到基础目标。另外，HSV-tk/GCV系统还能够与各种化学物质或载体进行系统结合，在各种非肿瘤类疾病的治疗当中进行应用，例如通过慢病毒介导HSV-tk/GCV对异基因骨髓移植后所可能产生的移植物抗宿主病[6]。HSV-tk/GCV的实际应用以及临床疗效方面虽然存在着较为明显的欠缺与不足，许多问题亟待解决，但是其所表现出来的生命力与临床疗效却得到了国内外研究学者的一致认同，因此对其投入了大量的精力予以继续研究，新的靶向性基因表现载体被陆续发现，新的技术、优化措施与方案也在不断更新，大量具有实际意义的临床研究与试验也在不断进行当中。随着HSV-tk/GCV系统的不断完善，还能够使人对其有更高的期待，将HSV-tk/GCV自杀基因治疗在肝癌乃至更多肿瘤的治疗效果方面取得更加具有价值的实际突破。
参考文献：
[1]Kagaya T，Nakamoto Y，Sakai Y，et al. Monocyte chemoattractant protein-1 gene delivery enhancesantitumoreffectsofherpes sim-plex virus thymidine kinase ganciclovirsystem in amodelofcolon cancer[J].Cancer Gene Ther，2013，13（4）：357-366.
[2]Lee KH，Piao H，Son BR，et a.l Herpes simplex virus thymidine kinase and granulocyte macrophage colony -stimulating factor combination gene therapy in a murine CT26 cell colon cancer model[J].Cancer Gene Ther，2014，11（8）：570-576.
[3]AghiM，Chou TC，Suling K，et al. Multimodal cancer treatment mediated by a replicating oncolytic virus that delivers the oxaza-phosphorine/rat cytochrome P450 2B1 and ganciclovir/herpes simplex virus thymidine kinasegene therapies [J].Cancer Res，1999，59（16）：3861-3865.
[4]李红阳，周世骥，刘长安，等.不同浓度载HSV1-TK基因的超声靶向微泡造影剂对HIFU治疗后裸鼠肝癌的影响[J].中国医科大学学报，2013（01）：178-179.
[5]艾志国，周世骥，徐越，等.HIFU联合包裹单纯疱疹病毒-胸苷激酶的超声微泡治疗对兔VX2肝移植瘤血管生成的影响[J].中国生物制品学杂志，2011（07）：76-77.
[6]周静.丹参酮IIA对自杀基因旁观者效应增效作用及机制研究[D].广州中医药大学，2010.