病毒載體是指以病毒為基礎的基因載體。具體過程是對病毒基因組進行操作和改造,使它攜帶外源基因和相關基因元件,并被包裝成病毒顆粒。攜帶外源基因的病毒載體被包裝成病毒顆粒就構成了基因導入系統。
大多數野生型病毒對機體都具有致病性。因此需要對其進行改造后才能用于人體。原則上各種類型的病毒都能被改造成病毒載體。但是由于病毒的多樣性及與機體復雜的依存關系,人們至今對許多病毒的生活周期、分子生物學、與疾病發生及發展的關系等的認識還很不全面,從而限制了許多病毒發展成為具有實用性的載體。近20年來只有少數幾種病毒如反轉錄病毒(包括HIV病毒)、腺病毒、腺病毒伴隨病毒、皰疹病毒(包括單純皰疹病毒、痘苗病毒及EB病毒)被成功地改造成為基因轉移載體并開展了不同程度的應用。隨著分子病毒學和生物技術手段的發展,將反向遺傳學方法應用到病毒載體構建,使許多RNA病毒如Sindbis病毒、流感病毒、仙臺病毒等被成功地改造成病毒載體。
用于基因治療和疫苗的病毒載體應具備以下基本條件:
1.攜帶外源基因并能包裝成病毒顆粒;
2.介導外源基因的轉移和表達;
3.對人體不致病;
4.在環境中不會引起增殖和傳播。
非病毒載體導入系統的載體部分一般是指質粒DNA,也可以是無載體的核酸,如反義寡核苷酸、Ribozyme、siRNA等。而非病毒載體系統的研究重點和熱點更多放在了對其導入系統的組成和工藝方法的探索和發展上。對于用于基因治療和DNA疫苗的質粒DNA載體構建的研究進展主要包括以下方面:
1.將氨卞青霉素抗性基因改為卡那霉素抗性基因;
2.關注CpG島的免疫學作用;
3.同源重組序列或重組酶介導的重組識別序列的引入,使載體具有特異位點整合的特點;
4.其他哺乳動物細胞元件的引入,如基因組復制起點、IR、S/MAR用來增加質粒DNA在哺乳動物細胞內的復制和傳代的穩定性;
5.盡量去除質粒DNA中不必要的序列。