重组腺病毒载体的原理与应用概述

腺病毒简介

腺病毒是一种无包膜的线性双链DNA病毒，其病毒颗粒直径约为60~90nm，展现出20面体的立体对称结构。其衣壳由252个壳粒组成，规则排列形成240个六邻体和12个五邻体单位。五邻体位于顶角，并向外伸出了纤毛突起，末端是一个名为结节区的区域。这一结构特点使得腺病毒的衣壳可以清晰地分为五邻体和六邻体两部分，构造复杂而特异。

腺病毒的基因组长度约为36000bp，两端有100~150bp的末端反向重复序列。在左端的反向重复序列3’端，设有一个约300bp的包装信号，它在病毒复制过程中起着至关重要的作用。根据病毒DNA的复制及表达的时间顺序，基因分为早期与晚期表达模块，包括与病毒复制相关的E1~E4基因及与病毒颗粒组装相关的L1~L5基因。

腺病毒感染细胞的机制

目前，多数用于基因治疗的腺病毒类型为人类的2型和5型。这些腺病毒通过其纤毛的结节区附着于细胞表面的柯萨奇/腺病毒受体（CAR），进而引发感染过程。这一机制确保了腺病毒能够有效地携带外源基因进入细胞内，在生物医疗领域展现出巨大的应用潜力。

重组腺病毒包装系统

常用的腺病毒载体主要基于Ad5改造而成的复制缺陷型腺病毒载体。通过去除腺病毒基因组的E1和/或E3区域，获得此类载体。E1基因是病毒复制所必需的，缺失该基因将使病毒无法在常规条件下复制，只能在转化了E1蛋白表达的293细胞中完成复制。E3基因则非必需，可用于外源基因的插入。

腺病毒的包装系统可根据重组方式分为AdEasy™和AdMax系统。AdEasy™系统是将外源基因克隆至腺病毒穿梭质粒，再转化至含有腺病毒基因组的大部分质粒的细菌中进行重组。相较之下，AdMax系统则通过共同转染293细胞，使得Cre重组酶在细胞内高效表达，极大提升了包装效率。这些系统在生物医学研究及临床应用中发挥着重要作用。

腺病毒载体的广泛应用

腺病毒载体在体内外基因传递中被广泛应用，特别是在特定基因的过表达或沉默机制解析方面。此外，腺病毒还可用于疾病模型的构建，如在小鼠肝脏中诱导特定基因突变以模拟代谢性疾病。作为最常用的基因治疗病毒载体之一，腺病毒不仅能作为复制缺陷型病毒载体，还可用作选择性复制型的肿瘤溶解性载体，有效特异感染并杀伤肿瘤细胞。

另外，腺病毒载体可通过表达某些转化酶来杀伤肿瘤细胞，或通过递送表达免疫调节基因来激发抗肿瘤免疫应答。此外，这种载体在疫苗研发中也展现出巨大潜力，能够同时诱导体液免疫和细胞免疫，并发挥佐剂效应。比如，基于AG百家乐的Ad载体疫苗已经进入了临床试验阶段，对于2020年新冠病毒疫情的应对发挥了重要作用。