基因治疗中的慢病毒载体

基因治疗中的慢病毒载体是一种使用慢病毒在生物体中插入、修改或删除基因的方法。

慢病毒是导致艾滋病等疾病的病毒家族，它们通过将 DNA 插入宿主细胞的基因组进行感染。 许多此类病毒已成为基因治疗中使用病毒的研究基础，但慢病毒具有独特的感染非分裂细胞的能力，因此具有更广泛的潜在应用。 慢病毒可以成为内源性病毒 (ERV)，将它们的基因组整合到宿主种系基因组中，这样病毒就可以被宿主的后代遗传。 为了在基因治疗中有效，必须插入、改变和/或去除宿主细胞基因。 为此，科学家们使用慢病毒的感染机制来实现基因治疗的预期结果。

要了解慢病毒载体的功能，必须考虑感染过程的生物学特性。 慢病毒是一种逆转录病毒，这意味着它具有带有逆转录酶的单链 RNA 基因组。 慢病毒也有一个带有突出糖蛋白的病毒包膜，有助于附着在宿主细胞的外膜上。 该病毒含有一种逆转录酶分子，被发现可以在进入细胞后进行病毒遗传物质的转录。 在病毒基因组内是编码特定蛋白质的 RNA 序列，这些蛋白质有助于将病毒序列整合到宿主细胞基因组中。 gag 基因编码病毒核衣壳蛋白的结构成分：基质 (MA/p17)、衣壳 (CA/p24) 和核衣壳 (NC/p7) 蛋白。 pol 域编码逆转录酶和整合酶。 最后，病毒基因组的 env 域编码病毒表面的糖蛋白和包膜。 [1]

慢病毒在宿主细胞中的感染和复制涉及多个步骤。 在xxx步中，病毒利用其表面糖蛋白附着在细胞外表面。 更具体地说，慢病毒附着在宿主靶细胞表面的 CD4 糖蛋白上。 然后将病毒材料注入宿主细胞的细胞质中。 在细胞质内，病毒逆转录酶对病毒 RNA 基因组进行逆转录，从而产生病毒 DNA 基因组。 然后病毒 DNA 被送入宿主细胞的细胞核，在病毒酶整合酶的帮助下，它被整合到宿主细胞的基因组中。 从现在开始，宿主细胞开始转录整个病毒 RNA 并表达结构病毒蛋白，特别是那些形成病毒衣壳和包膜的蛋白。 慢病毒 RNA 和病毒蛋白随后组装，新形成的病毒粒子在制造足够时离开宿主细胞。

已经提出了两种使用慢病毒的基因治疗方法。 在离体方法中，细胞从患者身上提取，然后进行培养。 然后将携带治疗性转基因的慢病毒载体引入培养物中以感染它们。 现在修改的细胞继续培养，直到它们可以注入患者体内。 体内基因治疗是将含有转基因的病毒载体样品注射到患者体内。

慢病毒被修饰为载体，将有益基因插入细胞。 与其他无法穿透核膜因此只能在细胞有丝分裂时作用于细胞的逆转录病毒不同，慢病毒可以感染细胞，无论它们是否在分裂（这主要是由于衣壳蛋白）。 许多细胞类型，如神经元，不会在成体生物体中分裂，因此慢病毒基因疗法是治疗影响这些细胞类型的疾病的良好候选者。

慢病毒载体的一些实验性应用已在基因治疗中完成，以治愈糖尿病、小鼠血友病 A、前列腺癌、慢性肉芽肿病和血管疾病等疾病。

HIV 衍生的慢病毒载体因其通过共激活因子 PSIP1 靶向特定基因的能力而得到广泛开发。 这种目标特异性允许开发慢病毒基因载体，这些载体不会带来将自身随机插入正常功能基因的风险。 由于 HIV 具有致病性，因此必须对其进行基因改造，以消除其致病特性和自我复制能力。 这可以通过删除不需要转导治疗性转基因的病毒基因来实现。 有人提出，通过靶向 gag 和 env 结构域，可以删除足够的 HIV-1 基因组，而不会失去其在基因治疗中的有效性，同时xxx限度地减少整合到患者体内的病毒基因。 作为另一种降低与使用 HIV-1 相关的风险的方法，基因也可能被替换而不是被破坏。