腺病毒表达载体有哪些特点?

腺病毒(Adenovirus，Adv)是一种无包膜的DNA病毒，其复制不依赖于宿主细胞的分裂。腺病毒拥有近50个血清型，大多数腺病毒载体是基于血清型2和血清型5，通过转基因的方式取代E1和E3基因，降低病毒的复制能力，这些重组腺病毒仅在高水平表达E1基因的细胞中复制，因此是一种适用于治疗的高效控制系统。重组腺病毒是进行基因转移和表达的工具，功能强大且易于操作，目前被科研工作者广泛使用。

l 腺病毒结构

腺病毒是一种直径为90~100 nm的病毒颗粒，衣壳呈廿面体，由240个六邻体（hexon）和12个五邻体（penton）组成。以五邻体蛋白为基底由衣壳表面伸出12根纤毛（fiber），纤毛顶端形成头节区。五邻体和纤毛的头节区可与细胞表面的受体结合，在病毒感染细胞过程中起着非常重要的作用。

l 腺病毒基因组

哺乳动物腺病毒的基因组DNA长约36 kb，基因组的两端各有约100 bp的反向末端重复序列（ITR），ITR与末端蛋白（TP）相结合，与基因组复制及早期基因的转录有关；ITR的内侧为病毒包装信号Ψ，参与腺病毒基因组的衣壳化。基因组包含早期表达的与腺病毒复制相关的E1~E4基因和晚期表达的与腺病毒颗粒组装相关的L1~L5基因。

l 腺病毒载体分类

根据病毒基因的缺失情况，腺病毒载体大致分为三种类型：

①　第一代腺病毒载体

病毒基因组缺失E1区或者E1&E3区。E1区的缺失导致腺病毒载体不能复制，同时增加载体容量。E1区缺失的载体只能在表达E1蛋白的细胞系中生产，比如HEK 293。

②　第二代腺病毒载体

第二代病毒载体同时缺失E1&E3&E2/E4。相比第一代，可以降低载体的免疫原性，同时增加了载体容量。

③　第三代腺病毒载体

一种辅助质粒依赖病毒载体，非常显著地降低了免疫原性，使其更适合作为基因传递载体。其载体容量相比第一代和第二代更大。同时辅助质粒使用cre/loxp系统，使得产生的辅助质粒病毒基因组不含有包装信号，安全性更高。

基于人血清5型腺病毒的基因组结构，结合各基因的功能，科学家们开发了缺失E1和E3基因的Ad5腺病毒载体。由于E1和E3基因的缺失，腺病毒载体可插入高达7.5 kb的外源基因。

l 腺病毒载体的优劣势

优势

1. 宿主细胞范围广：包括分裂细胞和非分裂细胞（某些抗腺病毒感染的淋巴瘤细胞除外）。

2. 感染效率高：在理想感染条件下，感染率可达100%。

3. 病毒滴度高：纯化、浓缩后可达1012~13 vp/mL（即1010~11 pfu/mL）。

4. 易于扩增：腺病毒可直接二次扩增，慢病毒和腺相关病毒需要重新包装。

5. 不整合到染色体中，无插入致突变性。

6. 理化性质稳定：4℃：数周，-80 ℃：数年。

局限性

1. 表达时间短：腺病毒不整合至宿主细胞基因组中，因此在细胞复制和分裂后会丢失，并失去基因表达能力。

2. 免疫原性高，在某些对外源刺激敏感的动物模型、组织部位中易造成炎症反应。