本书对基因治疗所需的技术进行了综述，并列举了这些途径如何应用于临床治疗各种遗传疾病的事例，包括癌症、艾滋病、心血管病和风湿性关节炎。第1章、第2章描述了DNA的结构和基因的调控，综述了治疗性DNA递送到其作用位置的模式。然后详细地描述了人类基因组计划和在人类疾病治疗上的意义。后面各章致力于特定疾病或疾病组的基因治疗，包括疾病的病因学、目前治疗的局限性、正在和将要进行的基因治疗尝试的潜力。第10章讨论了人类器官移植中异体移植的应用，在社会、经济和伦理学层面上对这些技术的优点和不足进行了探讨。

对于正在或将涉及基因治疗试验的科学家和卫生保健人员，本书提供了该项技术的充分背景知识和这些技术是如何应用于临床的细节。对DNA及其治疗潜力感兴趣的生物医学的大学本科生、研究生，本书也是极其有用的；对那些想进一步了解这项令人兴奋的技术的人员，本书也提供了理想的参考材料。

基因治疗开始于20世纪80年代末，在短短十几年中得到了迅猛发展。本书为读者描绘了基因治疗的全面背景，并详细介绍了其在临床应用上的技术问题。

全书共10章。前三章分别介绍了DNA、基因的相关理论知识和人类基因组计划，后面各章系统地阐述了基因治疗在遗传病、肿瘤、心血管疾病、艾滋病、类风湿性关节炎、神经系统疾病等重大疾病中的应用，并介绍了人类器官移植治疗。

本书适用于从事基因治疗的科研人员、医师，医学院校的本科生、研究生等。

1DNA及其在基因治疗中的应用1

1.1DNA和RNA分子1

1.1.1染色体和染色质1

1.1.2碱基配对2

1.1.3转录3

1.1.4翻译5

1.1.5互补DNA6

1.2基因表达调控6

1.3DNA分析7

1.3.1DNA提取和纯化7

1.3.2检测特定的DNA序列8

1.4RNA分析8

1.4.1mRNA的提取和纯化8

1.4.2检测特定的mRNA序列9

1.5蛋白质分析10

1.5.1蛋白质提取和纯化10

1.5.2特异蛋白质的检测11

1.6应用DNA作为药物——基因治疗简介12

1.7结论和总结15

参考文献15

进一步读物15

2递送DNA到靶组织和靶细胞的方法16

2.1用于DNA递送的病毒载体17

2.1.1逆转录病毒递送载体17

2.1.2腺病毒和腺病毒相关病毒载体21

2.1.3DNA递送的其他病毒方法25

2.2非病毒DNA递送方法26

2.2.1裸DNA26

2.2.2阳离子脂质和多聚物28

2.2.3其他非病毒递送方法30

2.3靶向递送治疗性DNA30

2.4总结和结论31

参考文献32

3人类基因组计划38

3.1人类基因组图谱40

3.1.1细胞遗传学图谱40

3.1.2遗传图41

3.1.3转录（辐射杂种）图43

3.1.4物理图45

3.2人类基因组序列47

3.3基因的鉴别和结构49

3.4人类基因组序列变异和单核苷酸多态性50

3.5结论51

3.6校对时补充的注释51

致谢51

参考文献51

4单基因病的基因治疗57

4.1囊性纤维化57

4.2严重联合免疫缺陷病58

4.2.1X连锁严重联合免疫缺陷病58

4.2.2腺苷酸脱氨酶和嘌呤核苷酸磷酸化酶缺陷病59

4.2.3其他常染色体隐性严重联合免疫缺陷病59

4.3严重联合免疫缺陷病的体细胞基因治疗60

4.3.1ADASCID的治疗60

4.3.2ADASCID基因治疗的逆转录病毒载体60

4.3.3ADASCID的T淋巴细胞基因治疗61

4.3.4ADASCID的干细胞基因疗法62

4.3.5干细胞基因治疗的限制因素63

4.3.6XSCID的临床基因治疗63

4.4可选择的载体系统64

4.4.1慢病毒载体64

4.4.2腺病毒相关病毒载体64

4.5结论65

参考文献65

5癌症的基因治疗方法69

5.1癌症基因治疗策略69

5.1.1免疫疗法70

5.1.2导入抑癌基因和诱导凋亡74

5.1.3病毒指导的酶前体药物治疗77

5.1.4抑制肿瘤血管生长89

5.2肿瘤靶向90

5.2.1直接注射90

5.2.2区域性传送90

5.2.3肿瘤特异的载体结合91

5.2.4肿瘤或组织特异性启动子93

5.2.5肿瘤特异性病毒复制94

5.2.6呼肠孤病毒95

5.3结论96

参考文献96

6心血管疾病的基因治疗109

6.1心力衰竭的基因治疗109

6.1.1心力衰竭109

6.1.2心肌基因治疗的载体114

6.1.3心肌基因治疗的靶分子115

6.2血管系统的基因治疗119

6.2.1冠心病119

6.2.2动脉硬化症119

6.2.3与脂类代谢相关的血管疾病121

6.2.4动脉硬化的基因治疗123

6.3缺血性心脏病和心绞痛125

6.3.1心绞痛的分类126

6.3.2目前对心绞痛的药物治疗126

6.3.3血管生成127

6.3.4心绞痛的手术治疗130

6.3.5再狭窄130

6.3.6支架内狭窄131

6.3.7再狭窄和支架内狭窄的基因治疗132

6.4脑卒中：患病率和死亡率135

6.4.1脑卒中的类型135

6.4.2脑卒中的诊断和现行治疗136

6.4.3脑卒中的基因治疗138

6.5总结和结论142

参考文献142

7艾滋病和其他感染性疾病的基因治疗150

7.1基因治疗技术154

7.1.1针对感染病原体的基因治疗155

7.1.2操纵免疫应答的基因治疗157

7.2HIV1感染的基因治疗158

7.2.1针对HIV1的抗病毒基因治疗159

7.2.2抗HIV1感染的免疫调节基因治疗160

7.2.3基因治疗和HIV1的感染研究的临床试验161

7.3基因治疗和其他感染性疾病162

7.3.1肝炎病毒162

7.3.2疱疹病毒162

7.3.3人类乳头瘤病毒163

7.4结论163

致谢163

参考文献163

8类风湿性关节炎的基因治疗途径171

8.1类风湿性关节炎的临床方面173

8.1.1类风湿性关节炎的流行病学和遗传学173

8.1.2类风湿性关节炎的诊断174

8.1.3类风湿性关节炎的临床病程175

8.2类风湿性关节炎的病理生理学和治疗175

8.2.1类风湿性关节炎的炎症过程175

8.2.2当前类风湿性关节炎药物治疗的局限性176

8.2.3T细胞、巨噬细胞、IL1和TNFα作为类风湿性关节炎治疗的

靶点178

8.2.4类风湿性关节炎的生物治疗181

8.3类风湿性关节炎中的一些重要的治疗靶基因183

8.3.1前炎症细胞因子抑制物183

8.3.2抗炎症细胞因子184

8.3.3以转录因子NFκB为治疗靶186

8.4适合于类风湿性关节炎治疗的基因递送系统188

8.4.1非病毒法188

8.4.2病毒法189

8.5关节炎动物模型中的基因治疗192

8.5.1前炎症细胞因子的中和192

8.5.2抗炎症细胞因子的过度表达193

8.5.3NFκB作为治疗的目标195

8.5.4其他途径195

8.5.5“对侧效应”的机制196

8.5.6联合构建和可诱导的启动子197

8.6类风湿性关节炎基因治疗的现行临床试验198

8.7讨论198

参考文献200

9神经性疾病的基因治疗212

9.1神经系统212

9.1.1神经元、神经胶质和髓鞘212

9.2神经免疫学213

9.2.1T细胞活化213

9.2.2细胞因子214

9.3中枢神经系统的损伤和修复机制214

9.3.1损伤的机制214

9.3.2修复策略215

9.4将基因转移入神经系统216

9.4.1血-脑屏障216

9.4.2传递系统216

9.5神经性疾病的基因治疗220

9.5.1多发性硬化220

9.5.2格林-巴利综合征223

9.5.3帕金森病224

9.5.4运动神经元病和肌萎缩性脊髓侧索硬化症225

9.5.5亨廷顿舞蹈病226

9.5.6阿尔茨海默病227

9.6其他神经性疾病的基因治疗227

9.6.1癫痫227

9.6.2脑卒中/缺血228

9.7神经性疾病基因治疗的前景229

致谢229

参考文献229

10异种移植：允诺和问题233

10.1满足移植的需求234

10.2寻找适宜动物来源的挑战235

10.3异种移植的免疫学问题236

10.4异种移植的感染风险237

10.5猪内源性逆转录病毒239

10.6猪内源性逆转录病毒临床感染的监测241

10.7转基因猪和人类感染242

10.8异种移植的临床应用243

10.9结论和展望243

致谢244

参考文献244

术语表248