近年來基因治療帕金森病顯示了其良好的潛力和發展前途，但尚未進入臨床階段。基因治療PD的原理就是通過在分子、基因水平上的操作，提高腦內DA的濃度，達到治療目的。

治療PD的策略

    DA是酪氨酸經酪氨酸羥化酶（tyrosine hydroxylase,TH）作用生成左旋多巴，再經AADC催化而成。TH需四氫生物蝶呤（BH4）作為輔酶才能正常工作，而GTP環水解酶1（GTPCH）又是BH4生物合成的必須酶。因此提高TH、AADC和GTPCH酶的活性可望增加DA的水平。基因治療PD的策略之一是將TH、AADC或GTPCH基因直接或間接地導入腦內以增加DA的合成。其二為導入神經營養因子基因，保護DA能神經元，減慢或防止紋狀體區DA能神經元的進行性變性。

因治療PD的方法

㈠ 目的基因的選擇

    選擇目的基因，是實施基因治療的主要條件。當前所進行的研究均采用基因增加療法，即通過非定點整合的外源目的基因所表達的正常產物，發揮對PD的治療作用。已被選用的目的基因有以下幾種。

    1．TH基因 經外源正常TH基因修飾的細胞移植到PD鼠腦內，或者將TH基因直接導入腦內相應部位，使TH表達增加，DA生成增多，由于TH是DA合成的限速酶，因此是主要目的基因。

    2．AADC基因 DA由左旋多巴經AADC作用轉化而成，增加腦內AADC的活性可增加DA的水平，單獨或聯合轉移AADC基因治療PD的有效性已被大量的實驗研究證實。

    3．GTPCH基因 PD病人紋狀體區GTPCH水平下降。以AAV作載體進行AAV．TH、AAV．AADC和AAV．GTPCH三種基因聯合轉導，顯示較AAV．TH和AAV．AADC兩種基因聯合轉導的效果更好，提示除TH和AADC外，GTPCH是基因治療PD的重要目的基因。

    4．DopD2R基因 PD病人除多巴能神經元受影響外，DA受體的功能也有缺陷，晚期紋狀體區多巴胺D2受體(DopD2R)的水平明顯下降。以復制缺陷型腺病毒（Ad）為載體介導DopD2R cDNA轉染培養的組織細胞，用Northem分析檢測到D2R cDNA；用[3H]spiperon（作為D2R片段特異性結合物）進行放射自顯影分析，檢測到膜受體D2R蛋白。首次提出了在神經遞質受體水平進行基因治療PD的策略。

    5．BDNF基因 腦源性神經生長因子（BDNF）有保護DA能神經元、促進DA能神經元存活及預防其凋亡等特性，而被選為目的基因。

    6．GDNF基因 膠質源性神經生長因子（GDNF）可增強DA能神經元的功能，有很強的特異性，能促進其存活和生長。其有效表達可延緩DA神經元的變性。

    7．其他目的基因 有編碼囊泡單胺轉運體－2（VMAT－2）的基因、bFGF基因。

  ㈡ 表達載體的選擇

    1．病毒載體 是將病毒基因組中某一處切除，由外源性基因代替，將外源基因導入神經系統內。常用的病毒載體有：

    ⑴ 逆轉錄病毒（RV）載體 為單鏈RNA病毒，除人類免疫缺陷病毒（HIV）外均可整合到宿主細胞的染色體上。由于神經元為有絲分裂后期細胞，RV轉染神經元受到限制。

    ⑵ 單純皰疹病毒（HSV）載體 為DNA病毒。HSV能感染包括神經元在內的多種細胞，為神經疾病基因治療的有效載體。但有潛在的神經毒性，轉基因表達不穩定及滴度不高等缺點，也有一定的危險性和較高的致瘤性。

    ⑶ 腺病毒（Ad）載體 Ad可用于靜息期及分裂期細胞，高表達，轉染率高，無原癌基因活性，神經毒性低等優點。缺點為：表達短暫，有致病性，可引起宿主免疫反應，有產生插入性突變的危險。

    ⑷ 腺相關病毒（AAV）載體 安全性好，所有病毒致病基因去除，能轉染非分裂期細胞，表達穩定，是目前基因治療PD中應用最多的病毒載體。但可插入的DNA片段小，有產生插入性突變的危險，對基因組的情況可控性差。

    2．非病毒載體 陽離子脂質體由表面帶正電荷的雙層脂質分子組成，能與帶負電荷的DNA、RNA等多種陰離子物質結合成復合體（質粒DNA－陽離子脂質體復合體），可以通過細胞膜把目的基因移入細胞內，使目的基因表達。提高了轉染率，又可以選擇多種目的基因聯合表達，既能加強對目的基因表達的調控，也避免了免疫反應和細胞毒性。

    ㈢ 目的基因導入法

    將外源目的基因高效導入靶細胞是基因治療的重要步驟。真核細胞一般都能自動吸納進外源DNA，但須借助各種方法提高導入效率。把外源基因導入靶細胞的方法有兩大類：①理化方法：如DNA－磷酸鈣共沉淀法、DEAE葡聚糖介導法、電穿孔法、脂質體介導法、顯微注射及顆粒轟擊法等；②生物學方法：主要是利用載有外源基因的復制缺陷病毒感染靶細胞。

㈣ 基因轉移的途徑

基因轉移有體內(in vivo)和體外（ex vivo）兩種途徑。

    1．In vivo即直接將攜帶目的基因的載體注入到靶點，通過與周圍組織的粘附、吞飲、滲透進入細胞內，并與周圍組織的染色體整合或獨自表達，表達產物的釋放起到生物藥物泵的作用而發揮治療作用。HSV、Ad或AAV作為載體轉染細胞，不需要靶細胞處于分裂相，適合于in vivo途徑。

    2． Ex vivo 先通過載體把目的基因轉入培養的靶細胞內，在體外進行篩選、鑒定，再擴增，后將基因修飾細胞植入靶位。

    選擇轉移途徑時，首先要考慮其有效性、安全性。In vivo途徑方法簡便、直接，但下列因素限制了它的應用：①轉染效率低，易受體內溶酶體中核酸酶降解；②靶向性差，表達效率低；③載體尚不理想；④可控性差，無法進行篩選和鑒定，如何提高其靶向性和轉染率亟待解決。Ex vivo途徑的優勢：①在體外通過基因修飾，可獲得高表達的“DA能細胞”。②可將有協同作用的基因聯合導入細胞。其主要問題是：①操作繁瑣，可能會滲入對自體不利的因子；②難選擇理想的靶細胞；③植入的靶細胞本身對周圍腦組織有侵襲作用，有形成腫瘤的危險。

㈤ 靶細胞的選擇

    采用ex vivo途徑時，靶細胞的選擇非常重要。當前用于基因治療的靶細胞主要有①成肌細胞。②星形細胞：控制外源性基因插入位點保持內源基因的穩定性，星形細胞將可成為一種良好的靶細胞。③胚胎中腦細胞：用重組胚胎中腦細胞移植入紋狀體內也可以提高胚胎移植的存活，解決胚胎移植需要量的問題，經擴增后移植，可提高腦內DA水平，代償部分神經元的功能，起到治療作用。④骨髓移植基質細胞：把人的骨髓基質細胞移植入紋狀體內，可以避免免疫排斥反應，途徑方便、可靠，是一種新嘗試。

㈥ 靶點的選擇

    靶點因選用的目的基因不同而不同。①以TH等作為目的基因時，一般選擇紋狀體為靶點（紋狀體是DA的作用靶部位）。采用in vivo途徑時，也可選擇黑質（黑質是DA能神經元的胞體所在點），其合成的DA經黑質－紋狀體通路到達紋狀體而發揮作用。②神經營養因子作為目的基因，則對靶點的要求不十分重要。因為它在腦內許多部位均可發揮作用。

三、發展趨勢

    PD病因不明，基因治療可望在治療上有新的突破。研究趨勢為：①基因的選擇向多基因聯合轉導的方向發展。②基因治療與藥物治療聯合能減少藥物的用量和副作用，提高PD的療效。③載體的選擇向安全、有效、轉染率高的方向發展。④對靶細胞更傾向于臨床實驗的應用，對其致瘤性仍需在基因重組和篩選上嚴格控制。

    目前存在的問題：藥物誘導PD模型動物與自發PD病人在病因及病變上的相關性、外源基因在部位表達的長期性、基因表達的調控機制以及移植部位微循環對基因表達的影響等方面問題尚需解決。