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基因治疗中的病毒载体2021-12-10 09:49:50

临床前研究和临床试验中的大多数病毒载体来源于逆转录病毒科,其他病毒载体包括腺病毒、单纯疱疹病毒、牛痘病毒、痘病毒等都缺乏整合装置,而逆转录病毒却可以永久整合到细胞基因组中。目前用于临床试验或进行临床前检测的逆转录病毒科病毒主要有逆转录病毒和慢病毒。通过生物工程等相关技术将这些病毒载体颗粒除去致病性和自身复制有关的基因元件,并用目的基因转基因取代,利用这些病毒载体可以将正常的珠蛋白基因整合到人类基因组中,从而纠正潜在的遗传缺陷。

用于基因治疗的初始载体来源于小鼠莫洛尼白血病病毒,它是一种简单的逆转录病毒,属于γ-逆转录病毒家族,被称为RV载体,而用于基因治疗的理想靶细胞通常是 HSC,因为HSC从骨髓中能比较容易地分离出来,并且能动员造血,同时骨髓移植技术和细胞培养技术已经发展成熟,所以利用RV具有将RNA逆转录成互补的cDNA特性,可以将cDNA整合到宿主细胞基因组中以递送目的基因进入细胞达到基因治疗的目的。但RV载体也有一定的局限性,首先它不能感染处于静息状态下的HSC,这就可能使目的基因不能导入靶细胞,目的基因不能成功在HSC中表达,同时RV载体能编码β-珠蛋白相关基因,在LTR区域含有珠蛋白基因的启动子和增强子,有一定概率能够整合到原癌基因附近造成肿瘤的发生。对于血红蛋白类疾病,还有一个额外的限制因素就是RV载体无法携带大量的珠蛋白基因,且对载体监测需要在其高水平表达后才能监测。
 
艾滋病属于LV家族的逆转录病毒,被称为LV载体。LV对于血红蛋白病的基因治疗有独特的几个优点:(1)LV具有进入并融入非分裂细胞完整核的能力,因此它们能有效地转导HSC;(2)LV可以设计成具有“自我失活”能力的“装置”,当启动“自我灭活”时,所有的具有转录作用的病毒都将失去效应;(3) LV具有携带大量的基因能力,非常适合地贫等血红蛋白类疾病的基因治疗。应用LV载体进行小鼠地贫基因纠正模型最早由May等报道,通过基因治疗后发现每3~4 g/dL拷贝的LV载体能使地贫小鼠的平均血红蛋白升高,红细胞指数得到校正。利用病毒将正常的β珠蛋白基因导入人体内,并在人体内成功表达β珠蛋白,最终使β地贫患者获得终生的治疗,不仅证明基因治疗方法能够有效地治疗地贫,同时也为地贫治疗领域开启了新的一页,奠定了基因治疗在临床上的重要运用的基础。
 
出自《地中海贫血基因检测与基因治疗》作者胡俊杰,陈鑫苹,符生苗。