3.2 基因治療及藥物篩選探索
由于RNAi是針對轉錄后階段的基因沉默,相對于傳統基因治療對基因水平上的敲除,整個流程設計更簡便,且作用迅速,效果明顯,為基因治療開辟了新的途徑。
其總體思路是通過加強關鍵基因的RNAi機制,控制疾病中出現異常的蛋白合成進程或外源致病核酸的復制及表達。尤其針對引起一些對人類健康嚴重危害的病
毒,如2003年在全球多個國家和地區流行的SARS,病原體是單鏈核酸的新型冠狀病毒,尋找藥物靶點,設計核酸藥物就更為方便。目前已經有很多公司在積
極開發這方面的藥物,如在SARS藥物研究中一鳴驚人的美國俄勒岡州的AVI BioPharma生物制藥公司等。國內也有很多研究機構及生物技術公司投
入了這方面的工作。如上海生科院成立了SARS防治科研攻關小組,其中生化細胞所和藥物所的一些課題組在從RNAi的角度努力。此外,北京大學、中南大
學,北京動物所等大專院校和研究機構,以及北京金賽獅反義核酸技術開發有限公司等,也開展了RNAi藥物的研究與開發。
基因治療方面最引人注目的進展之一是對肝炎病毒的RNAi研究。Mccaffrey A P等通過表達shRNA的載體在細胞水平和轉染HBV質粒后免疫 活性缺失的小鼠肝臟中成功抑制了HBV復制。與對照相比,小鼠血清中測得的HBsAg下降了84.5%,免疫組化對HBcAg的分析結果下降率更超過 99%。哈佛大學Lieberman研究小組通過注射針對Fas的siRNA,過度激活炎癥反應,誘導小鼠肝細胞自身混亂。然后給測試小鼠注入 Fas hyperdrive 的抗體,發現未進行siRNA處理的對照組小鼠在幾天中死于急性肝功能衰竭,而82%的siRNA處理小鼠都存活下來, 其中80%~90%的肝細胞結合了siRNA。并且,RNAi發揮功能達10 d,3周后才完全衰退。由于Fas很少在肝細胞外的其他細胞高水平表達,它 對其他器官幾乎沒有副作用。此外,這個小組還和其他研究者積極開展針對HIV的RNAi測試,目前報道他們使用的針對CCR5蛋白的siRNA能阻止 HIV進入免疫細胞約3周,在已經感染的細胞中也能阻止感染病毒的復制。
然而,盡管取得了不少研究成果,但要真正用于醫療還需時日。目前大多
數還停留在小鼠測試階段,siRNA的導入多采用靜脈或腹腔注射,尾部注射,細胞移植等,如何對人進行有效的給藥,既能確保藥效在靶器官靶組織有效釋放,
還要具有高度安全性等問題都需進一步研究。人們期待著RNAi引領的新醫學革命的到來。
在藥物篩選領域,除了線蟲這種低等動物的RNAi高通 量藥篩模式外,Lavery K
S等對RNAi在藥篩領域的應用前景進行了高度評價,RNAi技術將逐漸成為藥物靶點篩選和鑒定的強大工具。他對如何在
藥篩的各個階段應用RNAi做了具體描述及展望,并指出將這項技術與高通量篩選、體外生物檢測和體內疾病模式相結合,將提供大量基因功能方面的有用信息,
在藥物開發過程的多個階段促進靶點的有效篩選。
3.3 抗腫瘤治療
多種癌基因可以作為靶點設計相對應 siRNA。Brummelkamp T R等用逆轉錄病毒載體將siRNA 導入腫瘤細胞中,特異性抑制了癌基因 K2RAS (V12)的表達。對急性髓性白血病的研究已經取得了較好的結果。
Scherr M等以引起慢性髓性白血病和bcr2abl陽性急性
成淋巴細胞白血病的bcr2abl癌基因為靶基因,設計了對應的siRNA,并獲得了87% 的有效抑制率。Wilda M等用siRNA抑制白
血病BCR/ABL融合基因表達也取得了成功。 因此,基于RNAi 技術的抗腫瘤治療藥物開發潛力巨大。有報道稱,一種全新生物工程藥品“RNA干擾劑
”(非干擾素)業已浮出水面,并有望在3年內上市。經過多年的探索,科學家終于發現,在癌細胞和病毒RNA的22對堿基中有1對堿基專門負責復制工作,只
要能使這對堿基“休眠”,癌細胞或病毒就會自動停止復制。這一重要發現為一種全新藥物——RNA干擾劑奠定了基礎。科學家們相信,艾滋病、乙型肝炎、惡性
膠質瘤(惡性腦瘤)和胰腺癌等疾病有望成為RNA干擾劑的第一批受益者(2004年經FDA批準已開始RNA干擾劑的臨床試驗),艾滋病、中樞神經系統退行性病變疾病如多發性硬化癥、阿爾茨海默病、帕金森病等將成為第二批受益者。
3.4 抗病毒治療
由
于RNAi 是機體中古老而天然的抗病毒機制,目前國外科技人員利用此特點,已設計出針對HIV gag、tat、rev、nef等基因的siRNA,針
對丙型肝炎病毒非結構蛋白5B基因的siRNA,針對脊髓灰質炎病毒衣殼蛋白和多聚酶基因的siRNA,針對口蹄疫病毒3D片段siRNA等,均
在試驗中取得理想結果。陸續有關通過RNAi抑制其他病毒在細胞內復制的報道如呼吸道合胞病毒、人乳頭瘤病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒等,國
內也已設計出針對口蹄疫病毒VP1基因的siRNA,針對丙型肝炎病毒5′保守區的siRNA,針對口蹄疫病毒IRES和L串聯序列兩側的保守區的
siRNA,針對SARS冠狀病毒的6個siRNA,即RL001、R L002、RL003、RL004、RL005和RL006,均已取得理
想結果。針對病原的siRNA已經進行到動物實驗階段,向病毒病的有效防治邁出了堅實的一步。由此可見,利用RNAi技術將使病毒病的有效治療成
為可能。