重组腺病毒载体的原理与应用

腺病毒概述

腺病毒是一种线性无包膜的双链DNA病毒，颗粒直径约为60~90nm，呈20面体对称。其病毒衣壳由252个壳粒组成，整齐地排列成240个六邻体（Hexon）和12个五邻体（Penton）单元。五邻体位于顶角，并从每个顶角延伸出一根纤维突起（Fiber），其末端具有结节区（Knob domain）。腺病毒基因组长度约为36000bp，包含两端各有100~150bp的反向重复序列。基因组中的E1至E4基因与病毒复制相关，而L1至L5基因则与病毒颗粒的组装有关。

腺病毒感染细胞过程

目前用于基因治疗的主要是人类的2型和5型腺病毒。这些病毒通过纤维突起的结节区与细胞表面的一种受体——柯萨奇/腺病毒受体（Coxsackie adenovirus receptor, CAR）结合，启动感染过程。

重组腺病毒包装系统

常用的腺病毒载体为基于Ad5的复制缺陷型腺病毒载体（Adenoviral Vector, AdV），通过去除E1和/或E3基因构建而成。E1基因对病毒复制必不可少，缺失后必须在293细胞中完成病毒的复制。这一细胞系是小鼠体细胞转化形成的，具备能表达E1蛋白的能力。E3基因则为非必需区，可以用于外源基因的插入，缺失E3能减少宿主的免疫反应。

腺病毒包装系统主要分为AdEasyTM和AdMax两种。AdEasyTM系统通过在细菌内进行重组，以简单的操作获得重组腺病毒载体。而AdMax系统则通过共转染293细胞，利用Cre重组酶实现高效的腺病毒重组，具有极高的包装效率。

腺病毒载体的应用

腺病毒载体可用于体内外基因传递，有助于在细胞或动物模型中过表达或沉默特定基因以解析机制。此外，它们还可用于构建疾病模型，比如诱导小鼠肝脏中的特定基因突变以模拟代谢性疾病。

Ad载体可转化为复制缺陷型及选择性复制型肿瘤疗法载体，通过特异性感染杀死肿瘤细胞。而通过表达前体药物的转化酶，腺病毒还能够实现肿瘤细胞的杀伤。此外，Ad载体在能够激发抗肿瘤免疫反应上也有显著表现。

疫苗研发中的腺病毒载体

腺病毒也能够作为基因递送载体应用于疫苗研发，既能诱导体液免疫，也能激发细胞免疫，而其基因组则被细胞质中的DNA传感器识别，从而触发炎症反应。近期，基于Ad5和黑猩猩腺病毒（Chimpanzee adenovirus, ChAd）的COVID-19疫苗已进入临床试验阶段。

通过对腺病毒载体的深入研究，生命科学的各个领域，包括肿瘤治疗、基因治疗和疫苗开发等，将会迎来新的发展机遇，人生就是博-尊龙凯时将继续关注这一生物医疗领域的进展。