細(xì)胞與基因治療之慢病毒的運(yùn)用

細(xì)胞與基因治療（cell and gene therapy,CGT）是一種通過基因表達(dá)、沉默或體外改造手段，在蛋白質(zhì)水平進(jìn)行調(diào)控的療法。細(xì)胞療法主要分為干細(xì)胞療法和免疫細(xì)胞治療兩大類?；颊咦泽w干細(xì)胞較容易獲得，致癌風(fēng)險(xiǎn)也很低，同時(shí)也沒有免疫排斥以及倫理爭議等問題，被更多地運(yùn)用到臨床。免疫細(xì)胞是指參與免疫應(yīng)答或與免疫應(yīng)答有關(guān)的細(xì)胞，包括NK細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等。目前免疫細(xì)胞療法主要運(yùn)用于癌癥的治療，根據(jù)所使用的免疫細(xì)胞不同，分為細(xì)胞因子誘導(dǎo)的殺傷細(xì)胞療法、API生物免疫治療、DC-CIK細(xì)胞療法、自然殺傷細(xì)胞（NK）療法等。

廣義的基因治療指的是通過糾正或者補(bǔ)償基因缺陷以達(dá)到治療疾病的一種治療方法?；蜃鳛檫z傳物質(zhì)的基本單位，具有控制遺傳性狀表達(dá)和活性調(diào)節(jié)的作用。基因治療可以通過基因轉(zhuǎn)移或基因調(diào)控對(duì)的方法，將帶有治療性的基因?qū)牖颊唧w內(nèi)，正?；虻谋磉_(dá)可以治療患者的疾病?；蛑委煼譃殡x體治療和體內(nèi)治療兩大類。病毒仍是常用的基因載體，大多數(shù)的體外細(xì)胞基因治療采用的是自體細(xì)胞。

病毒性載體是基因治療中轉(zhuǎn)導(dǎo)功能性基因進(jìn)入靶標(biāo)組織細(xì)胞的極為重要的工具。對(duì)病毒載體改造，重組和優(yōu)化是基因治療工程的重要基礎(chǔ)。目前較為成熟的病毒性載體有逆轉(zhuǎn)錄病毒、腺病毒載體以及相關(guān)病毒載體。隨著對(duì)各種病毒研究領(lǐng)域的拓展和深入，其他一些病毒的特性和良好的天然優(yōu)勢(shì)逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。其中，以慢病毒，口炎皰疹病毒等代表的病毒載體以其du特的優(yōu)勢(shì)和良好的載體特性逐漸成為研究熱點(diǎn)，在基因工程技術(shù)的推動(dòng)下，有希望成為新一代的理想病毒載體。

以HIV-1為代表的慢病毒能作用于細(xì)胞周期的G0/G1期，同時(shí)具有嗜核性，所以可以感染非分裂和分裂細(xì)胞。研究表明，慢病毒載體還具有轉(zhuǎn)移的基因片段容量較大、目的基因可整合至靶細(xì)胞基因組長期表達(dá)、免疫反應(yīng)小等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)慢病毒載體對(duì)造血干細(xì)胞、免疫細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞、心肌細(xì)胞、肌細(xì)胞、視網(wǎng)膜細(xì)胞等類型的細(xì)胞具有ji好的細(xì)胞嗜性，這些都是基因治療非常重要的靶標(biāo)，所以慢病毒載體具有成為基因工程載體的天然優(yōu)勢(shì)。

接下來我們從以HIV-1為代表，對(duì)慢病毒載體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行論述為什么慢病毒能夠作為理想的病毒載體：


“HIV-1載體系統(tǒng)

HIV-1載體系統(tǒng)是在HIV-1基因框架基礎(chǔ)上改良后的復(fù)制缺陷型病毒載體，既保留可感染非分裂細(xì)胞的能力，又盡量的減少有復(fù)制能力病毒的產(chǎn)生；同時(shí)還剔除了導(dǎo)致免疫反應(yīng)的病毒蛋白基因，從而保證了在基因治療應(yīng)用上的生物安全性。HIV-1的結(jié)構(gòu)基因包含九個(gè)關(guān)鍵病毒基因，分別是：gag、pol、env、tat、rev、vif、vpr、vpu、nef。其主要結(jié)構(gòu)與其它逆轉(zhuǎn)錄病毒相同，均為5‘LTR-gag-pro-pol-env-LTR3’。其中g(shù)ag基因可以編碼病毒所需的核心蛋白；pol基因編碼病毒復(fù)制所需要的酶；env基因編碼病毒的包膜糖蛋白。這三個(gè)基因編碼結(jié)構(gòu)蛋白和蛋白酶，是保證病毒復(fù)制能力的關(guān)鍵基因，并且可以決定病毒感染宿主的靶向性。在病毒表達(dá)的過程中還需要一些順式作用元件，包括長末端重復(fù)序列（LTRs）、TAT 激活區(qū)（TAR）、剪接供體和受體位點(diǎn)、包裝和二聚化信號(hào)（Ψ）、Rev 反應(yīng)元件（RRE）以及中央和末端多聚嘌呤區(qū)（PPT）。

理論上，我們需要在兩端的LTRs中間插入我們需要慢病毒表達(dá)的目的基因，送入靶細(xì)胞之中并表達(dá)來實(shí)現(xiàn)外源基因的表達(dá)。從結(jié)構(gòu)上看，慢病毒與 Mulv 逆轉(zhuǎn)錄病毒載體相比，更傾向于整合到宿主基因組遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的位點(diǎn)的非活性轉(zhuǎn)錄區(qū)域中，其激活原癌基因沉默的風(fēng)險(xiǎn)低于 Mulv 逆轉(zhuǎn)錄病毒載體。