将具有治疗作用的基因导入体内是治疗恶性肿瘤的重要方法，具有治疗作用的基因包括肿瘤特异性抑制因子的基因；编码特殊的毒性产物的基因以及其产物引起肿瘤细胞程控性死亡的基因。临床采用的是逆转录病毒介导的基因转移的方法，由于小鼠逆转录病毒只能将其基因稳定地整合到DNA合成非常活跃的靶细胞，因此，试图通过逆转录病毒将有治疗作用的基因介导到Go期的细胞，如骨髓全能干细胞，有它的局限性。我们认为，在发生肿瘤的器官中正常细胞不增殖，而肿瘤细胞增殖活跃，这就有可能通过逆转录病毒，将治疗基因转移到肿瘤细胞。最理想的基因转移的方法应当能够不断释放重组的、不能形成完整病毒的逆转录病毒颗粒至肿瘤细胞周围。当肿瘤细胞进入DNA合成期时，这种重组逆转录病毒颗粒能够整合到肿瘤细胞基因组中。虽然技术上比较复杂，但要在肿瘤细胞周围不断释放重组逆转录病毒颗粒并非可望不可及。我们这里报告的就是采用基因工程的方法制备的细胞，这种细胞能在肿瘤细胞周围不断释放重组病毒颗粒。

我们最初设计的实验是用来检查肿瘤细胞与产生重组逆转录病毒的细胞混合并重新植入体内后能否完成基因转移。在对照组小鼠皮下接种纤维肉瘤细胞与表达新霉素抗性基因（NeoR）的成纤维细胞的混合物；在实验组小鼠皮下接神纤维肉瘤细胞与产生NeoR逆转录病毒载体的细胞的混合物。为了检测基因在体内转移的效率，4周后分离并培养肿瘤细胞（与新霉素类似物G418共同培养），对照组动物的肿瘤细胞没有形成具有G418抗性的肿瘤细胞集落，而实验组动物的肿瘤细胞有63%左右形成具有G418抗性的集落，表明在体内基因已经转移到增殖的肿瘤细胞内。这些具有G418抗性的肿瘤细胞的NeoR载体Southern blot试验和新霉素磷酸转移酶活性试验均呈阳性。这些实验清楚地表明，如果与产生逆转录病毒载体的细胞混合，增殖的肿瘤细胞完全可以得到转染。

癌症的局部治疗可采用几种基因转移系统。通过细胞因子在局部的表达或促进主要组织相容性抗原复合物抗原的表达提高肿瘤细胞的免疫原性可产生局部抗肿瘤效应。另外一种方法是一种易感因子编码基因，这种易感因子可使肿瘤细胞产生对化疗的敏感性，这样肿瘤细胞就会对那些通常对靶器官或靶组织没有毒性的药物产生易感性。目前已有两个系统采用这种方法，一个是细胞经修饰带有单纯疱疹病毒胸苷激酶（HS-tk）基因，因而对抗病毒制剂ganciclovir（GCV）变得敏感，而正常细胞不受GCV的影响；另一个是细胞经修饰表达细菌的胞嘧啶脱酰胺酶，该酶能将通常情况下无细胞毒性的5-氟胞嘧啶转化成有细胞毒性的5氰尿嘧啶。

为了检测HS-tk基因转移系统能否消灭实验模型的肿瘤细胞，我们经小鼠皮下注入肿瘤细胞与作为对照的成纤维细胞络合物或肿瘤细胞与经基因工程改造能够产生HS-tk逆转录病毒载体的成纤维细胞混合物。细胞植入后3天可见到生长中的小肿瘤块，我们开始用GCV每日两次进行治疗。GCV对作为对照的荷瘤小鼠没有疗效，而实验组小鼠的肿瘤迅速消退，并完全消失，到第29天实验结束时仍无肿瘤出现。这一实验结果多少有点出乎预料。因为这种实验采用的基因转移方法在体内的基因转移效率过去都未达到100%。

为了进一步验证这一结果，我们将野生型肿瘤细胞以不同比例与经过转导能表达HS-tk的肿瘤细胞混合，注入小鼠皮下，以GCV进行治疗 · 结果发现比例为50：50时，甚至在有些小鼠这一比例低到90：10时，以GCV治疗，肿瘤完全消退。介导这一肿痛“旁立者”杀伤的机制还不完全清楚。附近的正常组织显然极少受这种“旁立者”效应的影响，因为肿瘤表面的皮肤与肿瘤下方的肌肉组织均为受GCV的影响，而肿瘤细胞完全受到破坏。

受这种“旁立者”抗肿瘤机制的启发，我们将产生HS-tk逆转录病毒载体的成纤维细胞原位注入肿瘤，检测能否将HS-tk基因转移至足够数量的癌细胞，使已经建立的癌瘤模型消退，结果发现实验组小鼠经GCV治疗，14只小鼠中有11只小鼠的肿瘤消退，而周围的正常脑组织没有受到损害。

脑肿瘤有几种特性，使其更适合采用这种基因疗法，首先神经元和脑组织的其他细胞维持稳定，通常不进行DNA合成，脑血管内皮细胞的细胞周期转换率也很低。当然在正常脑组织附近对促进血管生成信号起反应的血管内皮细胞的周期加快，但这些血管是为肿瘤提供营养的。因此，这些血管破坏是符合治疗目的的；其次，脑肿瘤通常是局限的，但由于它与中枢结构的邻近关系，使其不适于手术治疗；第三，由于血脑屏障的作用，可使组织不相容性逆转录病毒载体产生细胞较长时间作用于肿瘤细胞而不受免疫排斥。

[Science，1992年6月]