腺病毒載體

腺病毒是無包膜的線性雙鏈DNA病毒，在自然界分佈廣泛，至少存在100種以上的血清型。其基因組長約36kb，兩端各有一個反向末端重複區（ITR），ITR內側為病毒包裝信號。基因組上分佈著4個早期轉錄元（E1、E2、E3、E4）承擔調節功能，以及一個晚期轉錄元負責結構蛋白的編碼。早期基因E2產物是晚期基因表達的反式因子和複製必須因子，早期基因E1A、E1B產物還為E2等早期基因表達所必須。因此，E1區的缺失可造成病毒在複製階段的流產。E3為複製非必須區，其缺失則可以大大地擴大插入容量。腺病毒載體大多以5型（Ad5）、2型（Ad2）為基礎，新增了55型（Ad55），很多研究機構在研究當中，55型將比5型流行以及應用更具廣泛性。

典型的腺病毒載體系統如：穿梭質粒pCA13/腺病毒基因組質粒pBHG11/包裝細胞293細胞。pCA13/的HCMVIE啟動子－多克隆位點－SV40AN（polyA）構成外源基因的表達盒，該表達盒的插入使腺病毒E1基因缺失，但是保留其兩端側翼序列（左側的1~3bp的ITR，右側從3.5kb到末端的維持病毒裝配和活力必須的蛋白IX的基因），也保留了腺病毒的包裝信號φ（194~358bp）；pBHG11則保留了腺病毒基因組的絕大部分，但是缺失了包裝信號φ、0.5~3.7圖距（mu）部分的E1區、77.5～86.2mu的E3區，293細胞是整合有Ad5E1基因的人胚腎細胞系。pBHG11因為缺失包裝信號及E1區而不能複製，pCA13帶有包裝信號及E1的側翼序列，但是缺失E1區及腺病毒絕大部分基因組，同樣不能複製。外源目的基因插入pCA13后，與pBHG11共轉染，進入293細胞。pCA13與pBHG11在細胞內發生同源重組，同時，293細胞提供E1蛋白，從而包裝產生腺病毒顆粒。該病毒的蛋白質外殼同野生型腺病毒相似，具有同樣的感染力進入靶細胞的能力，但是基因組DNA的E1區被外源目的基因取代，即進入靶細胞后病毒不能複製，但可以表達目的蛋白。

第一代腺病毒載體：一般將E1或E3基因缺失的腺病毒載體稱為第一代腺病毒載體，此類型載體在未經過純化時可引發機體產生較強的炎症反應和免疫反應，純化后可以安全使用，體內表達周期可達4周。

第二代腺病毒載體：E2A或E4基因缺失的腺病毒載體被稱為第二代腺病毒載體，產生的免疫反應較弱其載體容量和安全性方面有所改進，但病毒包裝難度和出毒和病毒滴度下降厲害，目前應用相當局限。

第三代腺病毒載體：第三代載體缺失了全部的（無病毒載體，gutlessvector）或大部分腺病毒基因（微型腺病毒載體，miniAd），僅可保留ITR和包裝信號序列。第三代腺病毒載體最大可插入35kb的基因，病毒蛋白表達引起的細胞免疫反應進一步減少，載體中引入核基質附著區基因可使得外源基因保持長期表達，並增加了載體的穩定性。這一載體系統需要一個腺病毒突變體作為輔助病毒。

目前，第一代腺病毒載體仍是科研和臨床應用最為廣泛的腺病毒載體。一般常用Ad5型腺病毒。

目前，最主流的腺病毒載體系統有Adeasy系統和AdMax系統。

Adeasy系統：通過原核重組極大提高了腺病毒的重組效率。其具體的構建步驟如下圖。

AdMax系統：Cre/LoxP體系改造后的真核腺病毒包裝體系，進一步增加的操作的便捷，同時滴度較Adeasy有進一步提高。步驟如圖所示。

下面是一些經典的AdMax系統質粒圖譜：

腺病毒載體轉基因效率高，體外實驗通常接近100%的轉導效率；可轉導不同類型的人組織細胞，不受靶細胞是否為分裂細胞所限；容易製得高滴度病毒載體，在細胞培養物中重組病毒滴度可達（10E+11）/ml；進入細胞內並不整合到宿主細胞基因組，僅瞬間表達，安全性高。因而，腺病毒載體在基因治療臨床試驗方面有了越來越多的應用，成為繼逆轉錄病毒載體之後廣泛應用且最具前景的病毒載體。