第二代和第三代慢病毒载体系统是基因治疗和基因研究中常用的工具,它们的主要区别在于安全性基因组结构以及辅助质粒的数量

1. 基因组结构和安全性

第二代慢病毒系统

使用三个质粒:包装质粒(包含 gag 和 pol 基因)、包膜质粒(一般是 VSV-G)和转移质粒(携带目标基因)。

包装质粒中包含的病毒基因(gag、pol 和 rev)仍然存在一定的病毒基因组片段,有低概率发生病毒重组,安全性较第三代低。

安全改进:删除了 env 基因,转而使用异源包膜(如 VSV-G),大大减少了重组机会,但仍然需要 rev 基因。

第三代慢病毒系统

使用四个质粒:两个包装质粒(分别含 gag/pol 和 rev)、一个包膜质粒(如 VSV-G)以及转移质粒。

进一步分离了病毒的功能基因(rev、gag 和 pol 在不同质粒上),大幅降低了病毒自我重组的风险,提高了安全性。

关键升级:引入了去除 Tat 的增强型长末端重复序列(LTR),病毒转录变为由外源启动子控制,不依赖于 Tat 蛋白。

 

2. 辅助质粒数量

第二代系统使用三个质粒

转移质粒

包装质粒(gag/pol/rev)

包膜质粒(如 VSV-G)

第三代系统使用四个质粒

转移质粒

包装质粒1(gag/pol)

包装质粒2(rev)

包膜质粒(如 VSV-G)

3. 表达控制和安全特性

第二代系统:由于 LTR 的转录需要 Tat 蛋白,病毒仍然依赖一定程度的病毒元件,转录调控较弱。

第三代系统:在转移载体中,去除了 Tat 的依赖,改为由外源启动子(如 CMV 或 EF1α)控制病毒转录,减少了潜在的激活风险,更加安全和稳定。

4. 应用场景

第二代慢病毒载体系统:
适用于一般的实验研究,构建较简单,生产效率较高,适合非临床需求。

第三代慢病毒载体系统:
更高的生物安全性,广泛应用于基因治疗等对安全性要求极高的场景。

第三代慢病毒系统相比第二代更安全、更灵活,但构建复杂、生产成本更高;第二代系统则因其简单性和较高效率仍在实验室中被广泛使用。选择具体系统时,应根据实验需求和安全要求来权衡。