肺癌是最常见和最难治的实体瘤之一，在过去的50年里，肺癌的疗效提高极其缓慢，五年生存率仅为13%，其中50%~60%的患者不能手术。非小细胞肺癌(NSCLC)占肺癌的75%，对化疗、放疗不敏感；而小细胞肺癌(SCLC),由于化疗的进展使生存期明显延长，但是几乎没有彻底治愈的病例，因而人们积极寻找手术、放疗、化疗以外的治疗肺部肿瘤的新方法。随着现代分子生物学的不断发展，尤其是DNA重组技术和基因转移技术逐步成熟，肺癌的基因治疗成为极有发展前景的治疗方法。
研究表明，肺癌的发生是由于某些原癌基因的激活、抑癌基因的失活和凋亡相关基因的改变导致细胞增殖和死亡异常的结果。其发生是多阶段、多步骤、多基因参与的过程，在不同阶段相继和同时有不同基因的改变。在原癌基因中常发生改变的基因为K-ras、L-myc、c-erbB-2和bcl-2。抑癌基因中常见改变的基因为p53、Rb和p16，凋亡相关基因中常见改变的基因为p53、bcl-2、c-myc和ras。针对肺癌发生的分子生物学特点，可以通过基因转移技术，引入新的外源目的基因到肿瘤细胞和其他体细胞内以纠正或补偿缺陷的基因，从而达到治疗目的。根据治疗基因的不同，大致可分为以下几类。
肺部肿瘤的抑癌基因治疗
一、抑癌基因简介
抑癌基因(tumor suppressor gene )又称抗癌基因(antioncogene )、肿瘤易感基因(tumor susceptibility gene)、隐性癌基因(recesive oncogene)。最早是由Knudson提出的，指正常细胞内存在的能抑制细胞转化和肿瘤发生的一类基因群。目前已分离克隆的抑癌基因有很多，包括Rb，WTp53，ERBA，WT1，NF1，DCC，MCC，APC，nm23，TIMP，MTS等。正常细胞增殖的调控信号大体上可分为促使细胞进入增殖周期并阻止其发生分化的正信号及抑制细胞进入增殖周期并促进其发生分化的负信号两类。细胞内存在的癌基因和抑癌基因对细胞的生长发育和终止分化就起着这样的正负调控的作用。但某种癌基因或抑癌基因只有针对某种特定的组织或细胞才有意义，即各种组织来源的恶性肿瘤应有它特定的癌基因及抑癌基因谱；不同组织来源的肿瘤有其相同的基因群。抑癌基因可因点突变、DNA片段缺失、移位突变等原因而失活，失活的抑癌基因使癌基因能发挥其作用而导致细胞持续增长，癌基因的激活和抑癌基因的失活 最终使细胞的生长和分化调节失控，导致细胞持续分裂而癌变。
二、抑癌基因的功能
抑癌基因及其产物的生物学特性及功能目前还不十分清楚。Sarger推测抑癌基因的编码产物包括很多抑制细胞生长的物质，其中有抑素、生长抑制因子以及维持基因遗传稳定性的物质。抑癌基因及其编码产物的功能可概括为以下几方面：
(一)稳定染色体
恶性肿瘤常伴有染色体的畸变或异常。研究表明。这常与癌基因的激活和抑癌基因的失活密切相关。在许多肿瘤细胞中可观察到典型的胞嘧啶甲基化的降低，这也许正是抑癌基因功能丧失的直接结果。此外，调节DNA修复的基因可能也属于抑癌基因的范畴。
(二)调节细胞分化
分化是典型的肿瘤抑制模式，因为极端分化的细胞失去了分裂的能力。体细胞杂交试验形成的N×X杂合子只表示正常细胞的分化性状而未表现肿瘤细胞的特征，这一现象提示在正常亲本细胞中抑癌基因如p53基因等的表达也许与其分化途径相关，甚至就是分化途径中的一部分。
(三)控制细胞增殖
抑癌基因的主要作用就是抑制细胞增殖，已克隆出的两个抑癌基因Rb及WTp53就具有控制细胞增殖的功能，如Rb的蛋白产物具有DNA结合能力，这在所有的脊椎动物中均可测到。
(四)其它
每一种抑癌基因及其产物均有其特殊的功能，如DCC基因能编码一种同细胞粘附分子以及相关的细胞表面糖蛋白具有明显同源性的蛋白。因此DCC基因的缺失可能会改变正常的细胞与细胞间或细胞与细胞外间质之间的相互作用，引起细胞间粘附力以及伴随着这种粘附力的生长阻抑信号发生改变，这与肿瘤的发生发展尤其是肿瘤的转移有重要的关系。
除以上功能外，抑癌基因尚有触发衰老、诱导细胞程序性死亡、抑制蛋白酶活性、诱变DNA甲基化酶活性、调节组织相容性抗原、调节血管生成等作用。
三、抑癌基因疗法的应用
抑癌基因一经发现，即引起了广大研究者的注意和重视，尤其是1989年发现了p53基因的突变是某些恶性肿瘤发生的主要原因后，抑癌基因的研究成为肿瘤基因治疗领域研究的热点。p53抑癌基因在人类各种肿瘤中突变率很高，而且突变后即由抑癌基因变为癌基因，并具有恶性转化作用。在肺部肿瘤患者中有50%左右存在着p53基因的突变，在非小细胞肺癌中突变率更高。基因治疗的基本策略是以正常的野生型p53基因替换肿瘤细胞中突变的p53基因，即利用基因转染法将野生型p53基因转染肿瘤细胞。Fujiwara等用携带野生型p53基因的逆转录病毒载体在体外转染人非小细胞肺癌细胞系H226Br，转染后的肿瘤细胞在体外的生长明显受到抑制，而后进一步观察了体内转染基因的治疗效果，将2×106的H226Br细胞经气管穿刺接种于辐射后的裸鼠的肺部，3天后开始治疗，以同样的方法接种携带野生型p53基因的逆转录病毒载体，空白对照载体和病毒稀释液为对照。在肿瘤细胞接种30天后，观察到用携带野生型p53基因的逆转录病毒治疗的小鼠肿瘤发生率为0%-30%，其他各组62%-80%，如果携带野生型p53基因的逆转录病毒载体与空白病毒混合后治疗小鼠。其抑瘤效率明显降低。过去常采用逆转录病毒作为基因转染的载体，由于它存在只转染分裂期细胞的缺点，疗效受到一定限制，腺病毒可以转染非分裂细胞，再加上它与呼吸道上皮细胞有天然的亲和力，所以腺病毒转染效率较高。为了提高基因的转染效率，Zhang等构建了携带野生型p53基因的重组腺病毒载体Ad5CMV-p53。非小细胞肺癌细胞系H358的p53等位基因完全缺失，用Ad5CMV-p53以30-50PFU/细胞转染时转染率的达95%~100%，用Westernblot方法测得高水平表达的p53蛋白，H358细胞体外生长明显受抑(72%~79%)，而用Ad5CMV-p53转染野生型p53基因未完全缺失的肿瘤细胞系时，抑制生长的效率明显不如前者(28%)；进一步研究发现，在高转染率时，通过p53基因表达途径诱导细胞发生凋亡而抑制生长，而在低转染率时，细胞未发生凋亡，但用射线或药物处理后，细胞又发生凋亡而生长受抑。Fujiwara等用腺病毒Ad5CMV-p53治疗前述的肺癌模型，2×106的H226Br细胞经气管接种至小鼠肺部，3天后开始治疗，气管内滴注病毒，每只小鼠5×107 PFU，每日一次，连用2天，设空白病毒、病毒稀释液为对照，6周后观察效果，用Ad5CMV-p53治疗的小鼠只有25%发生了肿瘤，而在另两个对照组中，70%-80%的小鼠发生了肿瘤，Ad5CMV-p53治疗组中小鼠所发生的肿瘤的体积亦明显小于对照组小鼠所发生的肿瘤的体积。这些研究表明，逆转录病毒和腺病毒载体在体内可以有效地携带p53基因，单一的抑癌基因的置换即能有效地抑制肺癌的发生和生长。1994年，美国重组DNA咨询委员会(RAC)批准了Texas大学Anderson癌症中心的 Roth等进行非小细胞肺癌的以腺病毒介导的p53基因治疗的临床试验，Roth等通过逆转录病毒载体，将野生型p53基因导入9例用常规治疗无效的NSCLC患者，治疗后5个月，取肿瘤活检组织作原位杂交和DNA多聚酶链反应检测，局部仍有载体和p53基因序列。与治疗前组织标本相比，治疗后肿瘤组织中细胞凋亡的发生率明显增加。3例患者肿瘤组织缩小，3例患者肿瘤组织未扩大。未发现有载体相关毒性。由于重组的病毒载体对人将产生什么样的毒副作用尚不完全清楚，尤其是病毒载体有引起肺炎的潜在危险性，临床试验仅限于病灶局限的病例，而不能用于那些癌症已扩散至胸膜腔的病例。Nguyen等用携带p53基因的腺病毒，经支气管镜局部滴入，同时给予顺铂化疗。结果肿瘤细胞的生长明显受抑，凋亡细胞数增加。汪蕙等采用基因枪介导外源野生型p53基因，建立人肺巨细胞癌系801-D的转染细胞系801-D-p53，结果表明，转染细胞系801-D-p53体外长期传代有外源 p53基因存在，转染细胞生长明显受到抑制，裸鼠异种移植致瘤性降低，肿瘤生长明显缓慢。这是国内首次成功地运用基因枪转移外源p53基因到人肺癌细胞。
