12.4.3 载体的选择
目前，已经研究出很多种方法将基因转移进入靶细胞内，大多数仅能应用于体细胞基因治疗。体细胞基因转移的理想状况是将一定量的DNA以100％的效率导入任何类型的细胞中，然而实践中不可能达到。在基因治疗中迄今所应用的基因转移方法可分为两大类：病毒方法和非病毒方法。
从大量的细胞中选取为数很少的转化子，是基因治疗中最关键的一步。而外源基因转移进入靶细胞通常是一种低效率的过程，其频率与细胞突变的频率差不多。除了一些病毒如乳头瘤病毒（papilloma virus）能改变宿主细胞形态而形成独特的转化灶被识别外，大部分基因治疗中的载体必须利用遗传标记来选择。目前应用于基因治疗的载体主要有病毒载体（viral vector）和非病毒载体（nonviral vector）两种。
1.病毒载体
病毒具有一些独特的性质，如多数病毒能够感染特异的细胞，在细胞内不易降解，RNA病毒具有能整合到染色体以及基因表达水平较高等，因而被作为基因工程和基因治疗的理想载体。病毒载体是良好的基因转运载体。目前已经被用作载体的病毒有逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒、疱疹病毒和肝炎病毒等。
用于基因治疗的病毒载体应具备以下条件：①能够携带外源基因，并能通过一定途径包装成病毒颗粒；②能介导外源基因进入靶细胞，并且允许其在靶细胞内表达；③对机体安全，没有致病性。病毒载体有下列优点：①转移效率很高，有的病毒甚至可达到100％；②转移治疗性基因时，将重组DNA分子作为稳定的遗传成分，使基因的表达更长期、更稳定；③能够将克隆的基因作为病毒微染色体的一部分，并能进行分离；④将有缺陷的或突变的基因置于病毒调节信号的控制下，可以对其进行研究。其缺点是病毒载体的运载能力较小。到目前为止，病毒载体的运载外源基因的最大容量只有10 kb左右。
病毒用作载体时需要进行一定的改造和操作，以逆转录病毒为例：①将天然的野生型RNA前病毒转变成DNA载体，并插入欲转移的治疗性基因，其基本原则是用标记基因和/或治疗性基因替代病毒原有的编码基因；②制备辅助细胞（helper cell），为载体DNA提供其丧失病毒包装的功能；③将载体DNA导入辅助细胞，产生病毒颗粒；④病毒颗粒感染靶细胞，使外源基因在细胞内表达。
病毒载体充分利用了病毒高度进化所具有的感染性和寄生特性，故而已得到广泛而有效的应用，现在有80％以上的基因治疗临床项目采用的是病毒载体。但是，目前应用的病毒载体还存在许多不足之处，主要表现在毒性大、免疫原性高、容量小、靶向性差、制备烦琐等，故人工合成的非病毒载体的研究越来越受到重视。
1）逆转录病毒载体
逆转录病毒的结构和生命周期使得逆转录病毒最适于作为基因转移的载体，逆转录病毒载体是迄今最有用的载体之一，它能非常有效地介导基因进入细胞，并将外源基因整合进宿主基因组中。然而逆转录病毒载体在应用上还存在一些缺陷：①病毒的感染依赖于靶细胞DNA的复制，故而它要求靶细胞有非常活跃的DNA合成；②能插入这些载体的外源基因的大小受到限制；③载体免疫原性较高，患者在接受治疗时有被感染的危险。因此用逆转录病毒载体时，必须确实证明重组病毒载体的安全性。
2）DNA病毒载体
DNA病毒载体包括腺相关病毒载体和腺病毒载体等。DNA病毒的感染不依赖靶细胞的DNA复制，能够感染分裂期的细胞和非分裂期的细胞。腺病毒载体不能整合到细胞染色体中，外源基因的表达短暂，但是表达水平很高，而腺相关病毒载体则能整合到细胞的染色体组中，外源基因的表达较稳定，但表达水平不如腺病毒载体。另外，腺病毒载体的免疫原性较高，有一定的致病性，而腺相关病毒载体的免疫原性很低，基本没有致病性。
2.非病毒载体
非病毒载体系统在基因治疗应用试验中比病毒载体出现得晚，但其研究历史很长。到目前为止，已经设计了多种类型的非病毒载体，它们各有特点。目前常用的非病毒载体有裸DNA（naked DNA）、脂质体载体（liposome vector）及阳离子多聚物型载体（cationic polymer vector）等。
从本质上讲，非病毒载体是将治疗性基因看作药物，然后从药理学等角度来考虑如何把基因导入细胞、组织和器官并进行表达。
非病毒载体应用于基因治疗中，应该起的作用包括：①携带和运输基因，既要能辅助基因进入细胞内，又应该具有一定的靶向性；②保护治疗性基因在进入细胞前后不被降解或失活；③允许所携带的治疗性基因发挥其应有的治疗作用。
非病毒载体的主要优点如下：①易于制备，重复性好，可以完全由人工合成，并可大规模生产，且不需要包装细胞，没有所谓的滴度限制，方法较简单且廉价；②不限制携带基因大小及核酸的类型；③安全性好，免疫原性低，急性毒性小；④可具有特异靶向性，并且能够转移到非分裂期细胞而有效表达。但是非病毒载体也有很多不足之处，主要体现在转染效率较低，基因表达持续时间短暂，并且很多方面的问题仍需要求助于病毒或病毒成分来解决。