3.6 病毒载体
在外源基因导入真核受体细胞的各种方法中,利用病毒载体感染宿主细胞的途径是最为高效的一种方法。病毒载体可以介导外源基因在真核细胞中高效表达。这种方法可以用于实验室基础研究,如建立特定基因瞬时或稳定表达的细胞系,也可以表达治疗性基因用于临床基因治疗。用于基因治疗时,其宿主细胞可以是患者特定的在体组织或来自患者体内的特定细胞。基因治疗过程要求将特定外源基因安全、高效地导入宿主细胞,实现基因稳定表达。漫长的进化过程使病毒获得了一种复杂而精致的结构,这种结构可以引导病毒高效转染宿主细胞或组织。正因为具有这种天然的优势,多种病毒被开发成基因载体。目前,常用来介导基因转移的病毒包括腺病毒、逆转录病毒和慢病毒、痘病毒、腺相关病毒、杆状病毒、单纯疱疹病毒等。本节将以腺病毒、腺相关病毒、逆转录病毒和慢病毒为例,概括性地介绍病毒载体的基本特征,以及它们的优缺点。本章前面提到的噬菌体载体也属于病毒载体,是原核生物病毒载体,而本节专门针对真核细胞病毒载体。
各种病毒载体的特性不同,实验室基础研究和临床基因治疗所要解决的问题和限制条件不同,因此不可能有一种载体能够满足所有的基因转移需求。选择病毒载体主要依据以下因素:宿主细胞的特征,所需要的外源基因在宿主细胞中的表达效率和持续时间,病毒载体是否容易制备,以及病毒载体的安全性、毒性和稳定性。临床试验研究表明,利用特定病毒载体所介导的基因治疗方案对某些疾病具有很好的治疗潜力。例如,利用逆转录病毒介导基因治疗X-SCID取得了很好的效果;慢病毒载体用于治疗帕金森病等多种神经系统疾病;腺相关病毒用于治疗单基因紊乱相关疾病,如Duchenne型肌营养不良症和B型血友病。目前,虽然世界上还没有任何国家批准将病毒载体用于临床治疗,但临床试验的良好治疗效果和新载体的不断改进预示着病毒载体将对基因治疗领域的发展产生巨大影响。