病毒載體的那些事兒
什么是病毒載體？
病毒載體，是指利用基因工程技術對病毒進行改造，成為外源基因運送的載體，其通過感染細胞，將外源基因帶入細胞，并進行長期的基因表達。工具病毒載體具有轉染效率高且外源基因表達水平高等優點，廣泛應用于基礎研究、基因療法或疫苗制備等領域。
常見的病毒載體有哪些？
下面分別介紹工具病毒載體家族的三元大將，逆轉錄病毒（Retrovirus，RV）、慢病毒（Lentivirus，LV）和腺病毒(Adenovirus，ADV)。
首先出場的是逆轉錄病毒，它又被稱為反轉錄病毒，是一類RNA病毒，其遺傳信息并非存儲在DNA上，而是RNA上。不同于其他RNA病毒，逆轉錄病毒的RNA不進行自我復制，進入宿主細胞后，病毒內核的逆轉錄酶將RNA轉錄成cDNA，進而合成雙鏈DNA，整合酶將雙鏈DNA整合至宿主細胞染色體DNA上，從而將非病毒基因導入細胞體內，并可在體外進行有絲分裂將其傳遞給子代細胞。逆轉錄病毒特異性感染分裂期細胞，如胚胎干細胞、神經干細胞、造血干細胞及血液內的細胞等。在實際應用中，γ-逆轉錄病毒載體因其轉染范圍廣，轉染率高，常被用于基因治療。其中第一例應用于臨床基因治療并取得成功的是小鼠白血病病毒（Murine Leukemia Virus，MLV）作為基因轉移載體被用于X 性染色體連鎖嚴重聯合免疫缺陷（Severe combined immunodeficiency–X1，SCID-X1）的治療。在該應用中大部分的患者預后效果良好，但是也有少數患者演變為白血病，這是由病毒載體隨機插入誘變引發，正因其存在一定的致癌風險，一度使得多項臨床研究被迫終止。
慢病毒和逆轉錄病毒同屬逆轉錄病毒科，慢病毒因其感染后發病會有長達數年的潛伏期而得名，相較于其他逆轉錄病毒載體，慢病毒載體可以感染分裂期和非分裂期的細胞，其復雜的基因組結構賦予了慢病毒載體獨特的整合機制以及感染的持久性。目前研究得最為深入的是基于HIV-1改造的慢病毒載體，它包括1個表達質粒和多個輔助質粒，通常采用多質粒共轉染293T細胞實現病毒的包裝，再用包裝好的重組病毒侵染細胞，將目的基因隨機、穩定的插入宿主細胞基因組，實現目的基因快速、穩定的表達。
慢病毒載體作為一種常用的基因敲入方式，常被用于構建基因表達的穩態細胞系。不僅如此，它還被用于介導CRISP/CAS9技術，通過構建含有sgRNA序列的慢病毒載體，將重組載體和慢病毒包裝質粒共同轉染293T細胞，收集病毒顆粒感染目的細胞株，通過篩選，獲得穩定的共轉染細胞株，在細胞內，Cas9和sgRNA結合成剪切復合體，被轉運進入細胞核，以完成對sgRNA互補DNA片段（目的基因）的剪切，從而達到基因敲除/敲弱的目的。
圖1. 慢病毒轉染系統介導CRISP/CAS9技術
腺病毒是無包膜的雙鏈DNA病毒，直徑為70-100nm，能感染分裂期細胞和非分裂期細胞。腺病毒通過纖維和細胞表面受體CAR結合內吞進入細胞，其基因組不整合進入宿主細胞基因組，而是游離于基因組外，借助細胞內的翻譯機制進行病毒的復制和組裝。以人工改造過后的AdMax病毒載體系統為例，其通常包括1個表達質粒和1個輔助質粒，采用293細胞作為宿主繁育病毒，然后收集包裝好的病毒侵染宿主細胞，實現目的蛋白快速、高豐度的表達，同時避免因為基因整合而產生的基因突變現象。??
圖2. 腺病毒包裝
病毒載體性能比一比
三種病毒載體性能對比如下：
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