阴茎勃起功能障碍的基因治疗

近年来,随着对阴茎勃起功能障碍分子生物学机制的不断深入研究,勃起功能障碍的基因治疗成为可能;目前已有一定的实验室结果,有望在不久将来能够应用于临床。 (一) 勃起功能障碍的基因治疗的目的靶基因　目前可作为治疗的靶基因有以下几种: PDE5 、PDE3A、iNOS、Ang、α1 receptor subtypes、oxide2sen2sitive guanylyl cyclase subunit s、( IGF)2I、N GF、TGF( TGF2β1 , TGF2β2 , TGF2β3) 、VEGF、hSlo cDNA2human smooth muscle maxi2K+ channel 、COX22 、PGF2α、HO 等。 最有治疗价值的基因是那些在阴茎勃起中发挥主要作用的基因。勃起功能障碍通常被认为是阴茎神经末梢或内皮细胞NO 合成下降所致,或是受NO 诱导发生松弛反应的海绵体平滑肌顺应性受损的结果。如果能够通过基因治疗使NOS 的作用加强,增加体内的NO ,即可达到治疗目的。因此NOS基因可作为勃起功能障碍治疗的目的基因。NO中nNOS 活性与几种类型的勃起功能障碍有关,可作为一个十分有用的目的基因。由于iNOS 的器官特异性,iNOS 基因也是勃起功能障碍基因治疗的理想目的基因。 血管性勃起功能障碍与血管内皮生长因子及TGF 等密切相关,因此以它们为靶基因的转基因治疗亦取得了一定的效果。 大量临床资料表明, PDE5 抑制剂可有效治疗勃起功能障碍,有关PDE5 的转基因治疗方面的研究尚未见报道。 另外,K+ 通道,血管紧张素转化酶基因(ACE)插入/ 缺失( ID) 的多态性等遗传学因素也与勃起功能障碍的发病有关,也可选择作为目的基因。用于勃起功能障碍基因治疗的载体,包括质粒DNA 载体和病毒载体等。 (二) 勃起功能障碍基因治疗的实验研究　许多学者已经开始进行勃起功能障碍基因治疗的动物实验研究。Champion 等[21 ]为探讨eNOS 是否能够提高阴茎的勃起功能,构建了eNOS 的腺病毒载体AdCMVeNOS ,并直接注射到老年鼠阴茎海绵体中。转基因后1 天,经Western 印迹检测发现eNOS 蛋白表达增加,而且cGMP 的浓度提高。对阴茎海绵体神经刺激时,转基因鼠阴茎海绵体内压增加,勃起反应敏感度提高。Garban 等(1977) 用两种方法对年龄相关的大鼠勃起功能障碍模型进行基因治疗,一种方法是在基因水平诱导生成内源性iNOS。他们在老年大鼠(20 月龄) 和高龄大鼠(30 月龄) 皮包埋渗透性泵,泵内含有iNOS 诱导剂,包括L PS ,鼠类INF ,人类TNFα及人类IL21β,泵以导管与阴茎海绵体相连。以成年大鼠(5 月龄) 或未治疗的大鼠(20 月龄或30 月龄) 作为对照。治疗3～6 天后,测量电刺激( EFS) 海绵体神经诱发的勃起反应,同对照组相比,老年大鼠和高龄大鼠勃起障碍改善,且Western 印迹法,NADPH 硫辛酰胺脱氢酶及NOS活性测定法均表明这些大鼠阴茎中有iNOS 诱导生成。另一方法是从大鼠阴茎平滑肌细胞(RPSMC诱生的iNOS mRNA 克隆出iNOS cDNA ,然后以脂质体作载体,将此cDNA 注射到实验组大鼠阴茎海绵体中,用外源性补充iNOS cDNA 进行基因治疗。治疗10 天后,电刺激反应表明大鼠年龄相关的勃起功能障碍得到改善。PCR 可检测出阴茎中有iNOS基因存在,RT2PCR 及Westem 印迹法也可检测出i2NOS cDNA 的表达产物。同第一种方法比较,后一种操作简单,电刺激诱导的勃起反应持续时间长,效果好,而毒副反应少。 Christ 等(1996) 将一种特殊亚型的K+ 通道基因———人类平滑肌maxi2K+ 通道( hslo) 的裸DNA注射入大鼠阴茎海绵体,用电刺激诱导阴茎勃起时的海绵体内压作为判断海绵体生理学改变的客观指标,同仅注射载体的以年龄配比的对照组相比,注射hslo cDNA 的所有大鼠海绵体内压均非常显著增加,注射1～3 个月后,该效果仍明显存在。此基因治疗机制可能是通过表达外源性人类K+ 通道基因,加强了海绵体平滑肌细胞超极化,降低平滑肌的兴奋性。这种超极化可使L2型电压依赖性Ca2 + 通道的跨膜转运被抑制。最终导致细胞内钙浓度下降,使平滑肌松弛而诱发勃起。
(三) 基因治疗的问题及展望　阴茎为体表器官,目的基因及其产物很容易转运到海绵体内。转基因中可用止血带压迫阴茎根部来阻止基因及其产物进入全身血液循环,直至这些基因或其产物被靶细胞吸收。此外,静止状态时,阴茎内血流很慢(约5ml/ min) ,这可进一步增加基因及其产物的吸收。另外,阴茎血管平滑肌的更新很慢,因此,一个新转染的基因可起效数周至数月。一个勃起功能障碍患者每年接受3～4 次基因注射,无需其它治疗便可保持其勃起功能。其次,海绵体平滑肌存在缝隙连接,使其成为一个功能性合胞体,因此,即使少数细胞转染目的基因,也足够产生有效的生理反应。以上都是基因治疗的有利因素。 目前,勃起功能障碍的基因治疗仍停留在实验室阶段,尚未应用于临床。同其它疾病的基因治疗一样,还存在许多问题: (1) 转入基因的有效性,如何减少转入基因的降解; (2) 转入基因的特异和或定向性表达,组建具有调控序列的基因; (3) 寻最有价值的目的基因,构建组织特异表达载体; (4) 转入基因的精确调控等。 随着分子生物学的深入研究,转基因疗法将成为临床上治疗勃起功能障碍的有效方法之一。