图3—33 用转基因绵羊生产重要的医用蛋白质 (引自Waston et al，l 994) 乳腺生物反应器是一项综合技术，发展乳腺生物反应器不仅需要基因工程技术，还需要动物胚胎技术、转基因技术、蛋白质提纯技术和常规畜牧技术。到目前为止，世界各国科学家已经制造出乳腺分泌各种医用蛋白质的牛、山羊、绵羊、猪和家兔，乳腺分泌的蛋白质达到可商业开发水平的转基因动物达十多种。 2．转基因鼠在揭示人类分子病病理中的应用
转基因小鼠可作为研究人类疾病的模式系统，或对某种可能的药物进行检测。完整的动物模式应模拟人类疾病的发生和发展过程，但是，小鼠毕竟不是人类，所以，从转基因模型得到的信息在医学上并不总具有相关性，不过，在研究复杂疾病时，可对致病原因的发现带来突破性进展。现已发展了多种转基因小鼠模型用来研究人类遗传疾病，例如阿尔茨海默病(Alzhaeirner disease)、关节炎(arthritis)、肌肉萎缩症(muscular ddystrophy)、肿瘤发生(tumorigenesis)、高血 压(hypertension)、神经退行性病变失调(neurodegenerative disorder)、内分泌功能异常(endocrinological dysfunction)和冠心病(coronary disease)等。
Alzheimer 病是一种大脑机能退行性失调，表现为精确思维能力和记忆力的持续丧失，伴随性格改变、语言紊乱和身体机能的迟钝。虽然1%的60～65岁人群和30%的80岁以上人群可 能患此病，但该病的临床诊断仍很不足。在患者脑部的新皮质和海马部位，神经元胞体内出现神 经元纤维的缠结，在轴突终端生成密集的胞外聚集物“衰老斑”，脑细胞(神经元)逐渐死亡。在患者脑血管中也发现这种称为“淀粉样小体”的聚集物。
衰老斑与淀粉样小体的基本组分是一种相对分子质量4×103的蛋白Aβ(amyloid β,β-蛋白、β-淀粉样蛋白、β-A4)。组成各种Aβ蛋白的氨基酸残基数目不同，如Aβ40、Aβ42。所有的 Aβ蛋白都是β-淀粉样前体蛋白(APP)自身水解生成的。目前还不知道Aβ积累的原因。在一 些Alzheimer 病高危家族中发现了APP基因的突变，显示APP基因与Alzheimer病有关。因为几乎不可能用人来研究发病机制，所以模拟Alzheimer‘病的动物模型具有不可替代的作用。
人们发现小鼠的某些种系能形成老化斑，而另一些种系则天生不会产生。以后一种系的小鼠为受体，将人APP基因转人其体内，构建相应的转基因鼠模型，以此研究Alzheimer病的分子机制。人缺陷基因在转基因鼠的脑神经元中获得表达，并产生相应的症候群，该病的发病机制遂 得以确立。上述转基因结构包括一个来自脑特异性病毒的启动子以及编码β-淀粉前体蛋白C末端100个氨基酸残基的人基因部分序列。 3．基因治疗
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图3-34 生活在保护罩中的SCID患病儿童 (引自Griffiths et al，1999)
基因治疗(gene therapy) 的基本定义是指将正常基因转入患者特定的靶细胞，取代患者细胞中的缺陷基因，以最终达到预防或改变特殊疾病状态为目的的治疗方法。 1990年9月14日，美国政府批准了世界上第一项人类基因治疗临床研究方案，对一名患有重度联合免疫缺损症(severe
combined immunodeficiency disease，SCID)的儿童 进行基因治疗并获得成功(图3-34)，从而 开创了医学的新纪元。 产生基因缺陷的原因除了进化障碍因素外，主要包括点突变、缺失、插入和重排等DNA分子畸变事件的发生。如重度
联合免疫缺损症就是因编码腺苷脱氨酶 (adenosine deaminase，ADA)基因发生了突变，导致免疫功能缺陷。SCID患者由于丧失了抗感染能力，只能生活在完全无菌的环境，即保护罩中。这种病目前没有其他办法进行治疗，只能通过基因治疗。
基因治疗包括基因诊断、基因分离、载体构建和基因转移4项基本内容。 基因诊断(gene-diagnosis)主要是确定病变基因及其定位。目前已建立起多种病变基因的 诊断和定位方法，如PcR扩增靶序列法、限制性片段长度多态性分析法(RFLP)、单链构型多态 性分析法(SSCP)等。 基因治疗是用正常的基因取代病变的基因，因此分离获得用于治疗的正常基因十分重要。 这主要借助基因工程的方法进行基因克隆、鉴定，然后再装载到合适的载体上。
要借助基因工程的方法进行基因克隆、鉴定，然后再装载到合适的载体上。 如何将装载的正常基因转移到病变的细胞并能正确地取代病变基因是基因治疗成败的关键。根据治疗基因导入病变细胞的类型不同，基因治疗可分为生殖细胞治疗和体细胞治疗两种方法(图3—35)。将正常基因转入生殖细胞或胚胎细胞，有可能彻底阻断缺陷基因的纵向遗传，但这一方法涉及许多伦理学和法学方面的问题，世界各国都禁止使用。体细胞治疗又分为体内疗法和体外疗法，前者是将正常基因通过载体直接导人患者的病变组织器官中，这种方法比较适合于脏器性分子病的治疗；后者则首先从机体内分离出病变细胞，体外导入正常基因，经鉴定和增殖后再将这种转基因细胞系输回患者体内，这种方法对于流动系统病变(如血液和骨髓等)较为适宜。
图3-35 基因治疗的两种策略 (引自Griffiths et all，1999)
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