慢病毒、腺病毒及腺相关病毒(AAV)是三种常见的病毒载体类型,广泛用于基因治疗和生命科学研究领域。它们各自具有不同的特点和应用场景。
1. 慢病毒(Lentivirus)
特点:
基因组类型: 属于逆转录病毒,携带RNA基因组。
整合能力: 能将外源基因整合到宿主细胞的基因组中,导致持久表达。
感染范围: 可感染分裂细胞和非分裂细胞,具有广谱宿主范围。
包装容量: 通常为8-10 kb左右。
应用:
基因功能研究: 长期稳定表达外源基因或用于RNA干扰(如shRNA)。
疾病模型构建: 构建转基因或基因敲除细胞系。
基因治疗: 用于纠正遗传疾病,例如镰状细胞贫血、β-地中海贫血等。
优缺点:
优点: 整合到宿主基因组,表达稳定,感染范围广。
缺点: 存在插入突变风险,可能导致宿主基因组不稳定。
2. 腺病毒(Adenovirus)
特点:
基因组类型: 线性双链DNA。
非整合性: 不整合到宿主基因组中,表达为短期表达。
感染范围: 感染范围广,可感染分裂和非分裂细胞。
包装容量: 较大,约为7.5 kb。
应用:
基因功能研究: 短期过表达外源基因。
疫苗研发: 用作载体疫苗,如新冠病毒腺病毒载体疫苗。
基因治疗: 常用于肿瘤治疗基因递送或局部治疗。
优缺点:
优点: 高效的基因递送能力,广泛的感染范围。
缺点: 短期表达,可能引起免疫反应,限制了重复使用。
3. 腺相关病毒(Adeno-associated Virus, AAV)
特点:
基因组类型: 单链DNA。
低免疫原性: 通常不会引发强烈的免疫反应。
非整合性: 大多数情况下基因表达为非整合状态,表现为长期表达。
包装容量: 较小,约为4.7 kb。
应用:
基因治疗: 用于治疗遗传病,如脊髓性肌萎缩(SMA)、视网膜疾病等。
神经科学研究: 递送荧光蛋白或工具基因(如光遗传学通路)。
疫苗开发: 作为潜在疫苗载体。
优缺点:
优点: 长期表达、低免疫原性、安全性高。
缺点: 基因包装容量小,容易受预存抗体影响。
比较总结:
特点 | 慢病毒 | 腺病毒 | 腺相关病毒(AAV) |
基因组类型 | RNA | 双链DNA | 单链DNA |
整合能力 | 可整合 | 不整合 | 通常不整合 |
感染范围 | 广谱(分裂和非分裂细胞) | 广谱(分裂和非分裂细胞) | 广谱(特定宿主偏好) |
表达持续性 | 长期 | 短期 | 长期 |
包装容量 | ~8-10 kb | ~7.5 kb | ~4.7 kb |
免疫反应 | 中等 | 较高 | 低 |