基因表達的開關分子藥物的製作方法
2023-07-29 23:34:31
專利名稱：基因表達的開關分子藥物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一類能夠開關基因表達的藥物，該藥物是能夠和特異基因DNA調控序列結合的蛋白質或者和特異基因調控蛋白結合的雙鏈DNA調控序列，它們能夠用來關閉人類有害致病基因表達和啟動有益抑病基因表達，永久性改變細胞的疾病表型為健康表型，從而預防和根治動脈硬化，癌症等各種常見致命性衰老性疾病。
自從應用抗生素和疫苗控制了大多數外源性傳染性疾病之後，人類的平均預期壽命已經達到70歲，而內源性基因病和體細胞病成為人類死亡的主要原因。當前有大約80％的人死於包括動脈硬化，心臟病，腦血管病，惡性腫瘤，II型糖尿病，早老痴呆症，骨質疏鬆症，高血壓，高血脂，老年免疫力低下，肥胖症等十多種常見衰老性疾病。近年來，大量的研究表明，人類衰老性疾病的原發性病因都是體細胞增殖障礙人們早在60年代就已經知道，和生殖細胞和胚胎幹細胞不同，成熟體細胞只能分裂有限的次數，50-60次。只是近年來才了解其中的分子機制即端粒酶等細胞永生化相關基因在成熟體細胞中不表達，因而端粒酶濃度隨細胞分裂而稀釋，染色體端粒隨細胞分裂而縮短，達到一定程度就會使多數細胞停止分裂而凋亡(細胞增殖障礙)，進而引發了動脈硬化等細胞衰老性疾病。少數分裂的細胞繼續分裂就會引發染色體紊亂和多種腫瘤抑制基因重排和缺失，進而加速了細胞向幼稚化表型(細胞增殖紊亂)轉化而引發癌症。總之，動脈硬化，惡性腫瘤等常見衰老性致命性疾病都是一些基因病理性突變或者生理性轉變造成的體細胞病變(衰老或者幼稚化)，能夠通過基因治療的方法加以預防和根治。基因治療技術也有很大的發展，現在已經分離出許多衰老性疾病相關基因，也能夠克隆，(向細胞內)導入一個完整的基因並使之長期表達；基因治療的細胞和動物實驗表明它們確實有明顯的療效，是一種最有前途的療法。但是它們的臨床效果往往不如其細胞或者動物實驗那麼明顯；至今為止，多數基因治療藥物仍然停留在設想和實驗的階段。基因治療面臨的障礙是，常見衰老性疾病作為一些和多個基因群相關的疾病，現有技術難以找到精確適宜的靶基因和基因靶位來實施有效的治療，把細胞疾病表型改變為健康表型而實現根治。至今為止，還沒有一個衰老性疾病相關的完整基因群被分離和確認出來，現有的基因治療藥物都是針對某個單個基因的，不能調控整個基因群乃至相關細胞疾病表型而發揮療效；大多數的基因治療藥物都是針對基因下遊靶位-基因表達物(mRNA或者蛋白質)或者中遊靶位-基因本身(DNA表達序列)的，前者只能臨時改變細胞表型，不能永久地改變細胞表型而實現根治；後者(敲除或者原位整合一個基因)的效率極低(原位整合率為1/1000000)，也不能實現根治。總之，基因治療的困難在於修復基因(表達區)，難以做到；作用基因(表達物)，難以奏效。為了克服這些困難，儘快把基因治療從設想和實驗階段推進到臨床階段，本專利提出了一個基因治療的新策略，調控基因(調控區)的策略，也可以稱為針對基因上遊靶位的策略以疾病相關基因群共同的上遊調控區和調控分子為靶位，用與它們相親和的核酸或者蛋白封閉它們的激活區或者沉默區，從而關閉有害的基因或者啟動有益的基因，把細胞惡性表型改變為良性表型而實現根治。這個策略的依據是，人體中各種細胞都包含有相同基因組，疾病表型和健康表型的差異不是由於基因型的差異，而是由於基因表達狀態的差異，而這種表達狀態的差異依賴於它們的表型相關基因結合有不同的基因開關分子細胞衰老(增殖障礙)是由於某些端粒酶基因等細胞永生化基因結合有轉錄抑制因子所致，細胞幼稚化(增殖紊亂)是由於某些原癌基因等細胞惡性化基因結合的轉錄抑制因子突變而脫落所致。病變細胞不過是健康細胞的某些變種，它們有正常的細胞增殖功能基因群，它們的病變只是由於這些基因群的開關分子生理或者病理改變導致該基因群表達狀態的改變。依據這些研究和實驗，我們開發了一種表型標誌克隆技術和設計了基因開關分子藥物。我們的實驗已經證實，該技術能夠用來快速，準確和有效地分離任何衰老性疾病相關的完整基因群及其開關分子；我們的實驗還初步證實，用這些基因開關分子(癌基因封閉劑)處理腫瘤細胞，用比通常基因治療藥物低得多的劑量就能抑制腫瘤的增殖，擴散和轉移。我們相信，基因開關藥物能夠用來預防和根治動脈硬化，惡性腫瘤等常見衰老性疾病，延緩人類的平均預期壽命。
細胞治療的策略人類衰老性疾病都是體細胞發育表型病變，衰老化或者幼稚化。對體細胞病變的治療可以採取下面的策略1.細胞外用藥不如細胞內用藥常規的體細胞非基因療法是細胞外用藥，不能改變疾病細胞的表型，只能瞬間暫時改變基因的營養和表達狀態，治標不治本；基因療法是細胞內用藥，能夠改變疾病細胞的表型，永久地改變基因的營養和表達狀態，治標也治本。
2.治療不如預防對於所有衰老性疾病，治療不如預防。啟動細胞的端粒酶基因群，恢復其無限增殖能力，既可以預防細胞衰老性疾病，也可以預防染色體紊亂和細胞幼稚化疾病。組織越衰老，就越難留存有足夠的健康細胞供複製更新之用；細胞惡化會引發染色體紊亂和多個基因重排而難以調控，3，修復不如更新對於動脈硬化等組織功能缺陷病，進行細胞修復不如細胞更新。這些疾病的表型可能是功能基因突變而造成的細胞功能缺陷，也可能是細胞增殖基因關閉而造成的細胞更新障礙。這些疾病的細胞治療可以分成修復和更新細胞兩種策略如前所述，目前技術還遠遠不能有效地修復一個基因，更不要說修復一個細胞了。大量研究表明，大多數患者還沒有老到沒有一個健康細胞可供複製更新之用，細胞更新障礙仍然是動脈硬化等衰老性疾病的主要表型。基因開關分子藥物採用細胞更新的策略，它是以細胞增殖障礙相關基因的上遊調控區和調控分子為靶位，用與它們相親和的核酸或者蛋白封閉它們的激活區或者沉默區，從而關閉有害的基因或者啟動有益的基因，把細胞衰老不更新表型改變為年輕能更新表型而根治這些衰老性疾病。
基因治療的策略通常的基因治療可以分成上中下遊靶位三種策略1，下遊策略是針對基因下遊靶位-基因表達物(蛋白質)的，抑制有害基因表達物或者導入有益基因表達物。一個有害基因在瞬間能夠表達成千上萬的分子，需要更多的藥物分子加以中和或者抑制；一個有益基因缺失後也需要不斷地補充；衰老性疾病都是多基因病，同一種疾病的不同患者可能有不同的有害基因表達和不同的有益基因缺失，需要多種不同的基因藥物加以治療；因此，許多基因下遊靶位藥物，如反義核酸在細胞和動物實驗療效顯著，因為劑量不足，用於臨床則不理想；用於某個患者有效，用於其它患者則無效。這種策略的缺點是需要大劑量多種類藥物處理，並且只能調節細胞瞬時狀態，不能永久改變細胞疾病表型而實現根治。
2，中遊策略是針對基因中遊靶位-基因本身(DNA表達序列)的，敲除有害基因或者導入有益基因(DNA)，這種方法能夠改變細胞基因型和表型而實現根治，但是，至今為止，克隆，修飾，轉導(到細胞基因組內)並使之長期表達仍然存在嚴重的技術困難原位整合(同源重組)的效率為百萬分之一，異位重組的效率為十分之一。目前技術還遠遠不能有效地敲除，補充或者修復一個基因。
3，上遊策略則是針對基因上遊靶位-基因的順式(DNA)和反式(DNA結合蛋白)調控序列，用與它們相親和的核酸或者蛋白封閉它們的激活區或者沉默區，從而關閉有害的基因或者啟動有益的基因，把細胞疾病表型改變為健康表型而實現根治.總之，基因治療的策略在於修復基因，難以做到；作用基因，難以奏效；開關基因，立見成效。為了克服這些困難，儘快把基因治療從設想和實驗階段推進到臨床階段，我們提出了這個基因治療的新策略，調控基因(調控區)的策略，也可以稱為針對基因上遊靶位的策略以疾病相關基因群共同的上遊調控區和調控分子為靶位，用與它們相親和的核酸或者蛋白封閉它們的激活區或者沉默區，從而關閉有害的基因或者啟動有益的基因，把細胞惡性表型改變為良性表型而實現根治。
上遊策略的依據人體的各種不同的發育表型細胞包含有相同的細胞核和基因組，它們的發育表型(包括，胚胎幹細胞，組織幹細胞，幼稚細胞，成熟細胞，衰老細胞，終末細胞以及腫瘤細胞)各不相同。這些表型差異依賴於基因表達狀態的差異，而這種表達狀態的差異依賴於它們的表型相關基因結合有不同的基因開關分子細胞衰老(增殖障礙)是由於某些端粒酶基因結合有轉錄抑制因子所致，細胞幼稚化(增殖紊亂)是由於某些原癌基因結合的轉錄抑制因子突變而脫落所致。疾病表型不過是正常表型的某些變種，它們具有相同的功能基因群和不同的調控基因群；它們的差異只是由於調控基因群生理或者病理改變導致功能基因群表達狀態的病變。更具體地分析，幼稚細胞和衰老細胞都具有相同的細胞增殖，分化和凋亡等發育表型功能基因群，它們的差異在於具有完全不同的接觸抑制，激素依賴性，錨地依賴性，端粒長度依賴性，無控制增殖性，無限增殖性，侵潤性，轉移性等發育表型調控基因群；不同的組織細胞都具有相同的各種組織功能基因組，它們的差異在於具有完全不同的組織特異的調控基因群。更進一步分析，基因群的表達雖然通過多個步驟和多種途徑調控的，但首先要取決於功能基因調控區和某種DNA結合蛋白的結合，這種結合造成功能基因群的某種表達狀態(應激態)不表達的基因調控區結合有組蛋白和CpG甲基序列親和蛋白而處於染色質緊縮狀態；表達基因調控區結合有活性非組蛋白而處於染色質鬆散狀態；曾經表達的基因調控區結合有抑制性非組蛋白而處於染色質鬆散狀態。因此，如果能分離到這些決定功能基因表達狀態的開關分子(特異性非組蛋白)，用它們來啟動或者關閉這些基因的表達就可以改變細胞的發育表型使停止增殖的衰老血管內皮細胞繼續增殖，從而預防和治療動脈硬化；使無控制增殖的幼稚化腫瘤細胞停止增殖，從而治療癌症。總之，細胞發育基因群的開關分子可以作為治療人類各種常見致命性疾病的有效藥物。依據這些原理，我們設計了基因開關分子藥物的概念用幼稚化基因的沉默子(DNA雙鏈)封閉該基因群的轉錄抑制因子，啟動該基因群的表達，從而預防和治療各種細胞衰老性疾病；用幼稚化基因的轉錄抑制因子封閉腫瘤細胞中該基因群的表達，從而治療癌症。基因開關分子藥物是針對基因上遊調控區的藥物，和通常的針對基因本身(DNA)的藥物和和針對基因下遊表達物(mRNA或者蛋白質)藥物相比較，具有如下優點
(1)高效性一個有害基因可能在短時間內表達大量的惡性蛋白，需要更大量的藥物分子加以封閉和抑制；一個有益基因缺失，也需要不斷地補充才能夠保持療效。這使許多基因下遊藥物缺乏療效。而一個基因只有一個調控區，只需要一個藥物分子加以封閉或者啟動。我們的實驗表明，基因上遊藥物只需要基因下遊藥物百分之一甚至千分之一劑量即可有效。
(2)廣效性基因開關藥物是能夠開關整個基因群而不是僅能夠開關單個基因的藥物，腫瘤細胞中往往是多個基因組成的群體共同引發一種癌細胞表型，如無控制增殖，侵潤性，轉移性等。其中任何一個基因過度表達都會引發細胞惡化，不同的患者可能會有不同的基因過度表達，需要不同的藥物加以抑制。而這些基因往往有相同的調控區，可以被同一種開關分子所開關。我們的實驗表明，一種基因上遊藥物能夠適用於不同的患者和不同的惡性表型。
(3)長效性基因開關分子作為基因調控網絡的首先和共同的通道，決定著基因表達的開關狀態。基因上遊藥物進入細胞後，可與靶基因的調控區或者調控分子形成緊密和穩定的結合而發揮療效。藥物和靶基因結合後就不會被核酸酶或者蛋白酶所溶解。我們的實驗表明，基因上遊藥物能夠永久地把細胞的疾病表型改變為健康表型，具有較長的半衰期和較穩定的療效。
(4)選擇性開關分子藥物含有與某些靶基因的調控區和開關分子相親和的特徵序列。它們具有高度選擇性，只和靶基因結合而阻斷或者啟動它們的表達，從而有選擇性地作用於靶細胞，它們對於正常細胞是完全無毒的。我們的實驗表明，，基因上遊藥物長期使用也不會發生通常化療和放療後出現的的那些付作用。這種藥物適用於老年，體弱和晚期腫瘤患者長期使用。
產品國際創新性包括三個方面，作用於基因上遊調控區，雙鏈DNA藥物以及細胞表型決定蛋白。
(1)，基因開關分子藥物是針對基因上遊調控區的藥物，和通常的針對基因本身(DNA)的藥物和和針對基因下遊表達物(mRNA或者蛋白質)藥物相比較，具有上述高廣長特效等優點。
(2)，順式基因開關分子是寡聚雙鏈DNA，它們易於進入細胞，和靶基因形成特異和牢固的結合，未結合者又易於降解而排除，和通常的反義核酸藥物相比，具有高長效的優點。
(3)，反式基因開關分子是細胞表型決定蛋白，它們和靶基因群的公共調控區形成特異和牢固的結合，形成和決定了細胞靶表型，和通常的基因反式作用因子藥物相比，具有高長效的優點。
基因開關分子藥物類型包括單個基因開關分子，發育表型基因群開關分子和組織表型基因群開關分子，基因表達啟動分子和基因表達關閉分子；蛋白質(胺基酸序列)和DNA(核苷酸序列)。動脈硬化，惡性腫瘤等各種常見致命性衰老性疾病的基因開關分子治療藥物。
我們設計的第一代開關分子藥物是基因開關分子藥物，癌基因封閉劑Canblockage和癌基因標誌劑Cantag。Canblockage已經在實驗室證明可以非常有效地抑制腫瘤細胞的增殖，擴散和轉移，而對正常細胞完全無毒，因而適宜用來治療各種年老體弱患者的各期腫瘤；癌基因標誌劑Cantag是把標記有膠體金，鐵蛋白或者同位素的Cantag(寡聚雙鏈脫氧核苷酸或者寡聚肽)注射到腫瘤部位或者血液中，通過X光片或者CT片對腫瘤細胞定性和定位。這種方法可以用來替代可能引起腫瘤擴散的組織活檢，又可以用來早期發現腫瘤的轉移，因而可以用來對癌症做早期和精確的診斷。我們設計的第二代開關分子藥物是發育表型開關分子藥物，這種藥物可以預防和治療包括動脈硬化，心臟病，惡性腫瘤，II型糖尿病，早老痴呆症，骨質疏鬆症，高血壓，高血脂，老年免疫力低下，肥胖症等常見細胞衰老性疾病。我們設計的第三代開關分子藥物是組織表型開關分子藥物，這種藥物可以治療包括尿毒症，呼吸衰竭，重症肝炎，各種血液病以及愛滋病等各種器官和組織缺陷症。我們設計的第四代開關分子藥物是神經記憶表型開關分子藥物，這種藥物可以用來輸入，輸出，儲存，重建，恢復人類的思想，意識，記憶等神經細胞表型和治療記憶力丟失等神經細胞疾病。
表型開關分子藥物具有如下特徵(1)基因表達的非DNA變異性體細胞發育表型(幼稚化，衰老或者凋亡)的功能基因群是那些細胞增殖或者凋亡相關基因群。由於大多數體細胞，甚至包括肌肉和神經細胞都保持其增殖更新能力到個體衰老，因此，這些基因群在成熟體細胞裡並沒有被甲基化而永久地關閉，而是受著一些調控基因群的控制，比如，接觸抑制，有限增殖性(端粒酶)，生長激素依賴性，錨地依賴性相關基因群等等。因此，發育表型差異不是由於基因(DNA)的差異，而是由於結合了不同的發育表型開關分子(DNA結合蛋白)而形成的基因表達狀態的差異不表達的大量奢侈基因結合有甲基化序列親和蛋白；表達的管家基因和組織分化基因結合有轉錄激活蛋白；曾在胚胎期表達而現已關閉的發育表型基因，比如端粒酶基因則結合有轉錄抑制蛋白。
(2)表型依賴性基因表達受到多個正向或者反向的由細胞外激素，抗原或者基因作用底物，細胞質調控因子，細胞核內各種轉錄因子，染色質狀態，轉錄，翻譯到表達產物等組成的基因級聯式調控鏈所控制。基因調控網絡上任何一個成員發生生理或者病理性改變都會引發基因的表達狀態及其相關表型的改變，這是一種對基因及其相關表型的瞬時動態調控，當這個成員恢復原來狀態則表型也恢復原來狀態。唯一一種對基因穩定靜態的調控是做為基因調控網絡的首先和共同通道的染色質狀態，也就是基因表達開關分子和基因調控區結合形成的基因表達(開關)狀態及其相關表型(細胞某種應激態)。總之，基因開關分子是細胞表型依賴性的DNA結合蛋白。
(3)染色質密度調控性染色質調控的分子機理已經有了基本的了解，基因和其開關分子結合形成染色質鬆散開啟或者緊密關閉狀態。比如，發育表型相關基因的組蛋白調控調控區依賴於基因關閉分子介導而結合有組蛋白脫乙醯基酶，進而促進組蛋白脫乙醯基而形成和基因DNA緊密的結合來關閉基因；調控區依賴於基因啟動分子介導而脫離了組蛋白脫乙醯基酶而開啟基因。又比如，組織分化表型相關基因的親CpG甲基化序列蛋白調控基因特異或者非特異的親CpG甲基化序列蛋白和基因結合形成緊密關閉狀態反之，處於鬆散開啟狀態。
(4)組織特異性在不同的組織細胞裡，發育表型相關的功能基因群可能都相同，比如，cycle，apotosis等等。但是發育表型相關的調控基因群可能並不相同，比如，血液和上皮組織的程序性調控，肝肺腎等組織的隨機性調控以及肌肉和神經組織有限性調控等等。在同一種組織細胞裡，發育表型相關的調控基因群可能是相同而且功能基因群的開關分子也是相同的，從而形成了可對相同的調控基因作出相同反應的相同的應激態。各種組織表型相關的功能基因群在不同的組織細胞裡都存在，但是，只有一種組織表型相關的基因群處於去甲基化的表達狀態。
(5)功能多樣性細胞的增殖和細胞分化，衰老以及凋亡是相互拮抗的發育或者組織表型。發育表型的開關分子可能同時控制著這些不同的表型和基因群，從而形成了整個細胞協調的表型。比如，封閉細胞增殖的開關分子，同時啟動細胞分化和凋亡。胚胎細胞有著和成熟體細胞不同的發育表型，幼稚化表型。比如，非接觸抑制(侵潤性)，錨地非依賴性(轉移性)，無限增殖性(端粒酶)，生長激素非依賴性等等。從幼稚化到成熟型的轉變可能是由於幼稚化表型調控基因群的關閉和成熟型調控基因群的啟動，二者可能是由同一種開關分子所控制。
(6)調控網絡化基因表達的調控非常複雜，是通過若干個基因群組成的級聯式作用鏈構成的網絡進行。至少有兩個網絡基因發育網絡和基因活動網絡。前者調控了細胞增殖，分化和發育過程，形成了各種各樣的組織表型和發育表型；後者調控已經確定了表型的細胞一切生理活動。細胞表型並不依賴於基因型，而依賴於表型開關分子，改變細胞表型並不需要改變基因型，只要改變表型開關分子。這是表型開關分子藥物的理論基礎。實施例實施例1，癌基因封閉劑Canblockage至今為止，惡性腫瘤的治療仍然面臨極大的困難化療藥物是化學小分子製劑，易導入細胞而且結構穩定。可用來殺死大量的癌細胞。化學藥物對腫瘤細胞缺乏較高的選擇性殺傷力，一般會殺傷大量增殖快的免疫細胞和造血細胞而不能長期使用。對於擴散和轉移的少量增殖慢的腫瘤細胞也不敏感。作為當前主要的癌症治療藥物，對於年老體弱患者不適用，對於已經擴散轉移患者缺乏療效。中藥是天然生物鹼或者多糖類製劑。有的可以抑制或者殺死癌細胞，有的可以提高機體的免疫功能，可以長期使用。但是一般沒有很高和穩定的療效。作為當前主要的癌症康復藥物，對於大的腫瘤團塊缺乏療效。現有基因藥物是把某些抑癌基因或者自殺基因導入腫瘤細胞，或者把某些免疫基因導入免疫細胞或者腫瘤細胞，從而抑制和殺死腫瘤細胞。近年來大量報導的基因療法的實驗數據表明它們確實有較高的選擇性，這表明基因藥物是最有前途的治療藥物。但是它們的臨床效果往往不如其細胞或者動物實驗結果。其中的原因可能是首先，通常的基因藥物只針對某個單個原癌基因的下遊表達物，而缺乏足夠顯著廣泛永久的療效；其次，多數基因藥物是一個完整的基因，至今為止，把完整基因導入每個腫瘤細胞並使之持續表達仍有技術困難。因此，目前癌症的基因治療技術仍然不夠成熟，還不能作為癌症治療的主要手段。我們已經開發的癌基因封閉劑Canblockage藥物是寡聚核苷酸小分子製劑，易導入細胞而且結構穩定。Canblockage藥物以原癌基因群的上遊調控區或者調控分子為靶位，和靶基因群形成穩定和不可逆結合，封閉了惡性基因的表達，從而轉變和殺死大量的癌細胞。該藥物對腫瘤細胞有較高的選擇性殺傷力，對正常細胞無毒而可以長期使用。我們公司已經開發癌基因封閉劑達到中試前階段分離出若干種原癌基因的調控區序列，並且依據這些序列開發出癌基因封閉劑Canblockage藥物，該藥物已經通過了細胞和動物實驗，證明其對腫瘤細胞有較高的選擇性殺傷力，不會殺傷正常細胞而可以長期使用；並證明該藥物用很低的劑量就能夠有效地抑制腫瘤細胞的增殖，侵潤和擴散，配合血管收縮劑，封閉劑和其它藥物的治療，還能夠使大的腫塊縮小，乃至完全消失。Canblockage做為新一代癌症治療康復藥物能夠逐漸地取代化學和中醫抗癌藥物。中國有癌症患者800萬人，平均每人年康復費2萬元；每年新增患者160萬，平均每人年治療費5萬元。估計在國內Canblockage年銷售80萬份，銷售額160億元，利潤100億元。國外每年新增患者600萬人，平均每人年治療費5萬美元。估計在國外Canblockage年銷售100萬份，銷售額200萬美元，利潤100億美元。
實施例2，癌基因標誌劑Cantag惡性腫瘤的早期診斷能夠極大地提高治癒率。但是惡性腫瘤是一種十分複雜，難以做早期和精確診斷的疾病，小的病灶難以被發現；發現了的腫塊，不經過組織活檢難以確診，組織活檢又容易引發腫瘤的擴散和轉移，而且也不能精確地預後。我們正在開發的癌基因標誌劑Cantag是把標記有同位素的癌基因標誌序列(寡聚雙鏈脫氧核苷酸和寡聚肽)注射到腫瘤部位或者血液中，該序列能和腫瘤細胞內特有的原癌基因表達物形成牢固結合。因而能夠通過X光片和CT片對腫瘤細胞加以早期(小於1毫米直徑腫塊)精確定性和定位。這種方法可以用來替代可能引起腫瘤擴散的組織活檢，又可以用來早期發現腫瘤的轉移，因而可以用來對癌症做早期和精確的診斷。我們已經應有本公司的專利技術-表型標誌克隆技術分離出若干個癌基因標誌劑，現在正在設計和開發出腫瘤標誌診斷試劑Cantag。在中國有癌症患者800萬人，每年新增癌症患者160萬，需要做細胞活檢患者每年超過200萬人。需要在治療後做預後診斷患者每年超過100萬人。需要做預防性檢查的每年超過1000萬人。估計Cantag年銷售500萬份，銷售額10億元，利潤8億元。在國外估計Cantag年銷售500萬份，銷售額10億美元，利潤8億美元。
實施例3，動脈硬化開關分子藥物動脈硬化是最常見的衰老致命性疾病，它直接誘發心臟病和腦血管病，間接誘發II型糖尿病，早老痴呆症，骨質疏鬆症，高血壓，高血脂，老年免疫力低下，肥胖症等其它常見細胞衰老性疾病。近年來，大量的研究表明，動脈硬化是血管內皮細胞老化(不增殖更新)所致，能夠通過基因療法加以根治。我們已經分離出血管內皮細胞的調控區文庫，現在正在以已知的動脈硬化相關的基因表達序列為引物從該血管內皮細胞調控區文庫中分離動脈硬化相關的完整基因群及其表型開關分子。我們計劃在此基礎上在三年內開發出動脈硬化的發育表型開關分子藥物達到臨床實用的水平該藥物能夠具有有明顯，永久和廣泛的療效，可以用來把衰老而停止更新的血管內皮細胞恢復更新能力，適用於動脈硬化的預防和治療；該藥物能夠逐步地佔領預防和治療動脈硬化藥物的國內和國際市場；在國內，每年銷售額可達數千億元，利潤數千億元；在國外，每年銷售額可達數千億美元，利潤數千億美元。
實施例4，癌症表型開關分子藥物我們正在開發的癌症開關分子藥物作為第二代基因開關分子藥物和國際上相似的現有藥物化療藥物，中藥和基因藥物相比較化療藥物是化學小分子製劑，易導入細胞而且結構穩定。可用來殺死大量的癌細胞。化學藥物對腫瘤細胞缺乏較高的選擇性殺傷力，一般會殺傷大量的增殖快的免疫細胞和造血細胞而不能長期使用。對於擴散和轉移的少量增殖慢的腫瘤細胞也不敏感。作為當前主要的癌症治療藥物，對於年老體弱患者不適用，對已經擴散轉移患者缺乏療效。中藥是天然生物鹼或者多糖類製劑。有的可以抑制或者殺死癌細胞，有的可以提高機體的免疫功能，可以長期使用。但是一般沒有很高和穩定的療效。作為當前主要的癌症康復藥物，對於大的腫瘤團塊缺乏療效。現有基因藥物是把某些抑癌基因或者自殺基因導入腫瘤細胞，或者把某些免疫基因導入免疫細胞或者腫瘤細胞，從而抑制和殺死腫瘤細胞。近年來大量報導的基因療法的實驗數據表明它們確實有較高的選擇性，這表明基因藥物是最有前途的治療藥物。但是它們的臨床效果往往不如其細胞或者動物實驗結果。其中的原因可能是首先，多數基因藥物針對某個原癌基因的表達物而缺乏足夠高的療效；其次，多數基因藥物是一個完整的基因，至今為止，把完整基因導入細胞並使之持續表達仍有技術困難。因此，癌症的基因治療技術仍然不夠成熟，還不能作為癌症治療的主要手段。癌症開關分子藥物是生物小分子製劑，易導入細胞而且結構穩定。癌症開關分子藥物以原癌基因群的調控區或者調控分子為靶位，和靶基因群形成穩定和不可逆結合，從而轉變和殺死大量的癌細胞。該藥物對腫瘤細胞有較高的選擇性殺傷力，一般不會殺傷正常細胞而可以長期使用。癌症開關分子藥物做為新一代癌症治療康復藥物可能逐漸地取代化學和中醫抗癌藥物。中國有癌症患者800萬人，平均每人年康復費2萬元；每年新增患者160萬，平均每人年治療費5萬元。估計癌症開關分子藥物國內最初年份年銷售100萬份，銷售額100億元，利潤50億元；國外每年銷售額100億美元，利潤50億美元。
實施例5，表型標誌軟體和資料庫人類基因組包含30億核苷酸對，其中只有2％的有用序列(基因治療的靶序列疾病表型相關基因群)，有用序列中只有0.1％的最有用的序列(基因治療的藥物序列疾病表型開關分子序列)。依據這些藥物序列可以設計各種基因治療藥物。這些藥物對靶基因群和靶細胞的作用是長久的和不可逆的，它們能夠改變靶細胞的表型，使從疾病表型改變為健康表型，是治標又治本的根治性藥物。這類藥物可以用來治療各種常見衰老致命性疾病，再提高人類平均預期壽命50年。我們已經開發出表型標誌克隆技術，該技術可以用來簡便快速有效地分離和鑑定各種表型標誌序列。依據這些表型序列，我們能夠在三年內開發出表型標誌軟體和資料庫。表型標誌軟體和資料庫可以為製藥公司和生物技術公司提供有價值的基因治療的靶序列和藥物序列。一個衰老致命性疾病的靶序列可賣到1億美元，一個衰老致命性疾病的藥物序列可賣到10億美元。
人類基因組包含30億核苷酸對，其中只有2％的有用序列(基因治療的靶序列疾病表型相關基因群)，有用序列中只有0.1％的最有用的序列(基因治療的藥物序列疾病表型開關分子序列)。依據這些藥物序列可以設計各種基因治療藥物。這些藥物對靶基因群和靶細胞的作用是長久的和不可逆的，它們能夠改變靶細胞的表型，使從疾病表型改變為健康表型，是治標又治本的根治性藥物。這類藥物可以用來治療各種常見衰老致命性疾病，再提高人類平均預期壽命50年。我們公司已經開發出表型標誌克隆技術，該技術可以用來簡便快速有效地分離和鑑定各種表型標誌序列。依據這些表型序列，我們能夠在三年內開發出表型標誌軟體和資料庫。表型標誌軟體和資料庫可以為製藥公司和生物技術公司提供有價值的基因治療的靶序列和藥物序列。一個衰老致命性疾病的靶序列可賣到1億美元，一個衰老致命性疾病的藥物序列可賣到10億美元。
實施例6細胞衰老表型開關分子藥物近年來，大量的研究表明，人類衰老性疾病比如頭髮發白，牙齒脫落，皮膚出現皺紋，性行為衰退，II型糖尿病，早老痴呆症，骨質疏鬆症，高血壓，高血脂，老年免疫力低下，老年性失眠症，貧血症，胸腺衰老和垂體衰老症，肥胖症等十多種常見衰老性疾病的原發性病因都是體細胞增殖障礙。能夠用基因開關分子藥物加以預防和根治。
實施例7組織表型開關分子藥物我們設計的第三代開關分子藥物是組織表型開關分子藥物，這種藥物是用組織表型開關分子開關某些幹細胞內的某種組織表型相關基因群，進而重建該組織細胞群和相應器官，以便取代某些疾病組織。這種藥物可以治療包括尿毒症，呼吸衰竭，重症肝炎，各種血液病以及愛滋病等各種器官和組織缺陷症。
實施例8神經記憶表型開關分子藥物神經細胞的記憶也是一種表型，包括記憶，儲存有各個不同時期的圖象，聲音，氣味，味道，顏色，文字，運動等不同表型類型的記憶儲存細胞群。我們設計的第四代開關分子藥物是神經記憶表型開關分子藥物，這種藥物是用基因表型開關分子藥物開關某些神經細胞內的某種記憶表型相關基因群，進而啟動或者關閉該神經細胞群的記憶活動。這種藥物可以用來輸入，輸出，儲存，重建，恢復人類的思想，意識，記憶等神經細胞表型和治療記憶力丟失等神經細胞疾病。
權利要求
1，一種能夠預防和治療各種常見致命性衰老性疾病的基因開關分子藥物；其特徵在於第一，其分子結構是一種能夠和特異基因DNA調控序列結合的蛋白質，或者是能夠和特異調控蛋白結合的雙鏈DNA；第二，其分子大小是一種對特異調控蛋白質或者DNA的短鏈識別序列，或者是蛋白質或者DNA的基因完整的表達序列，調控序列和全序列；第三，其分子來源是一種天然或者人工模擬和設計的蛋白質或者DNA分子，或者是人工克隆在質粒或者病毒載體上的能夠複製和表達的基因全序列；第四，其調控和開關的目的基因是一種單個基因，或者是一種表型相關的完整基因群；第五，其調控和開關的目的細胞表型是一種發育表型，或者是一種組織表型，或者是一種神經記憶表型；第六，其分子效應是一種基因表達的啟動分子，或者是一種基因表達的關閉分子；第七，其實際用途是能夠用來治療和預防動脈硬化，惡性腫瘤等各種常見衰老性疾病的藥物；或者是能夠用來治療尿毒症，呼吸衰竭，重症肝炎，各種血液病以及愛滋病等各種器官和組織缺陷症的藥物；或者是能夠用來恢復，促進細胞更新，延緩衰老的保健品；或者是能夠用來輸入，輸出，儲存，重建，恢復人類的思想，意識，記憶等神經細胞表型和治療記憶力丟失等神經細胞疾病的藥物；第八，其效用類型是能夠調節細胞瞬時營養和活動狀態而不能調控基因的表達狀態及其相關細胞表型的各種細胞活性分子；或者是能夠調控基因的表達狀態及其相關細胞表型而不能夠改變細胞基因型的各種基因開關分子；或者是能夠修飾，修復或者重組基因而改變細胞基因型及其相關表型的各種基因修飾酶，修復酶和重組酶等；第十，該藥物是在細胞分裂期滲入染色質和DNA結合而開關基因的表達；或者是細胞分裂間期滲入細胞同蛋白質和DNA結合而開關基因的表達；或者是只是結合在細胞表面蛋白上而開關基因的表達。
2，根據權利要求1所述基因開關分子藥物的分子結構；其特徵在於是一種能夠和特異基因DNA調控序列結合的蛋白質(胺基酸序列)，或者是能夠和特異調控蛋白結合的雙鏈DNA(核苷酸序列)。
3，根據權利要求1所述基因開關分子藥物的分子大小；其特徵在於是一種對特異調控蛋白質相識別的短鏈DNA序列，或者是一種對特異靶基因DNA調控區相識別的短鏈多肽(胺基酸)序列，或者是一種完整的基因識別蛋白質或者完整的基因DNA調控序列；或者是包括基因表達序列和調控序列在內的調控基因全序列。
4，根據權利要求1所述基因開關分子藥物的分子來源；其特徵在於是一種天然或者人工模擬和設計的蛋白質或者DNA分子，或者是人工克隆在質粒或者病毒載體上的能夠複製和表達的基因全序列。
5，根據權利要求1所述基因開關分子藥物調控和開關的目的基因；其特徵在於是一種單個基因，或者是一種表型相關有共同開關分子的完整基因群。
6，根據權利要求1所述基因開關分子藥物調控和開關的目的細胞表型；其特徵在於是一種開關相關基因群表達所形成的發育表型(包括胚胎幹細胞，組織幹細胞，幼稚細胞，成熟細胞，衰老細胞，終末細胞以及腫瘤細胞等各種表型)；或者是一種開關相關基因群表達所形成組織表型(包括皮膚，肌肉，腎，肝肺等230種組織)；或者是一種開關相關基因群表達所形成神經記憶表型(包括各個不同時期和圖象，聲音，氣味，味道，顏色，文字，運動等不同類型的記憶儲存細胞群)。
7，根據權利要求1所述基因開關分子藥物的分子效應；其特徵在於是一種激活性調控蛋白，結合於基因調控區而致使基因表達區鬆散而處於可被轉錄激活因子啟動的應激狀態；或者是一種雙鏈DNA片段，結合於抑制性調控蛋白而阻止其封閉基因表達使基因處於應激狀態；或者是一種轉錄激活因子激活基因表達。或者是一種抑制性調控蛋白，結合於基因調控區而致使基因表達區緊密而處於不被轉錄激活因子啟動的抑制狀態；或者是一種雙鏈DNA片段，結合於激活性調控蛋白而阻止其啟動基因表達而使基因處於抑制狀態；或者是一種轉錄抑制因子抑制基因表達。
8，根據權利要求1所述基因開關分子藥物的實際用途；其特徵在於是能夠用來治療和預防動脈硬化，心臟病，腦血管病，惡性腫瘤，II型糖尿病，早老痴呆症，骨質疏鬆症，高血壓，高血脂，老年免疫力低下，肥胖症等各種常見衰老性疾病的藥物；或者是能夠用來治療包括尿毒症，呼吸衰竭，重症肝炎，各種血液病以及愛滋病等各種器官和組織缺陷症的藥物；或者是能夠用來恢復，促進細胞更新，延緩衰老的保健品；或者是能夠用來開關，輸入，輸出，儲存，重建，恢復人類的思想，意識，記憶等神經細胞表型和治療記憶力丟失等神經細胞疾病的藥物。
9，根據權利要求1所述基因開關分子藥物的效用類型；其特徵在於是能夠調節細胞瞬時營養和活動狀態，而不能調控基因的表達狀態及其相關細胞表型的各種細胞活性分子；或者是能夠調控基因的表達狀態及其相關細胞表型，而不能夠改變細胞基因型的各種基因開關分子；或者是能夠修飾，修復或者重組基因，而改變細胞基因型及其相關表型的各種基因修飾酶，修復酶和重組酶等。
10，根據權利要求1所述基因開關分子藥物的用於治療惡性腫瘤的效用類型；其特徵在於是能夠用來滅活已經定位的腫瘤細胞的癌基因封閉劑；或者是能夠用來對腫瘤細胞早期(大於1毫米直徑腫塊)精確定位和定性的癌基因標誌劑；或者是能夠用來滅活難定位(小於1毫米直徑腫塊)腫瘤細胞的癌基因標誌-封閉劑。或者是小分子寡聚脫氧核苷酸，寡聚肽和以病毒為載體的全基因藥物；或者是連接有自殺基因可被原癌基因激活的啟動子和能夠同時關閉原癌基因和啟動凋亡基因的表型開關分子；或者是能夠關閉原癌基因治療癌症和啟動端粒酶基因預防癌症的表型開關分子；或者是開關基因的表達而改變細胞的發育型和修飾(甲基化和去甲基化)基因的序列而改變細胞的組織型的表型開關分子。
全文摘要
本發明涉及一類能夠開關基因表達的藥物,該藥物是能夠和特異基因DNA調控序列結合的蛋白質或者和特異基因調控蛋白結合的雙鏈DNA調控序列,它們能夠用來關閉人類有害致病基因表達和啟動有益抑病基因表達,永久性改變細胞的疾病表型為健康表型,從而預防和根治動脈硬化,癌症等各種常見致命性衰老性疾病。
文檔編號A61P35/00GK1327855SQ00110500
公開日2001年12月26日 申請日期2000年6月8日 優先權日2000年6月8日
發明者卞小莊 申請人:卞小莊