基因治疗中人体对病毒载体的免疫应答.pdf

基因治疗中人体对腺病毒载体的免疫应答1 徐赫1 贺琼1 王月丹1 1 北京大学基础医学院，北京（100083） E-mail: wangyuedan@ 摘 要： 基因治疗是指以改变细胞遗传物质为基础的治疗，重组腺病毒因其基因组大、转 导率高、安全性高的特点被广泛用于基因治疗的载体，但是机体针对转导后载体的免疫应答 也是临床治疗上影响治疗效果的主要因素之一。本文综述了腺病毒载体的基本特点以及机体 针对腺病毒载体的天然免疫应答和适应性免疫应答。 关键词：腺病毒载体；初期免疫应答；适应性免疫应答 中图分类号：R392 1. 腺病毒载体及其特点 人类腺病毒(Ad)是一种无包膜的 DNA 病毒，其核心为蛋白核酸复合物。外层为 20 面 体的蛋白质外壳，由 252 个病毒颗粒组成，包括 240 个六面体（每 12 个六邻体组成一个面） 和 12 个五邻体。每个五邻体上有一条触须样纤维突起，其上带有种属特异性抗原决定簇， 有助于病毒粘附于细胞表面。腺病毒共有 51 个血清型，常用的是 Ad5 与 Ad2 型[1] 。腺病毒 基因组为 36kb 长的线状双链 DNA 。基因组两端各有长 100～150bp 的末端反向重复序列 (ITR)，是病毒 DNA 复制的起始点，亦是复制包装必须的顺势作用元件。根据病毒 DNA 进入细胞后复制的时间，基因组分为早期基因和晚期基因表达两个时期。早期基因( E1、E2 、 E3 、E4 、E5) 编码不同的基因表达调节因子，调控病毒基因表达。晚期基因 (L1 、L2 、L3 、 L4 、L5)编码病毒结构蛋白，由晚期主要启动子 MLP 启动表达。 腺病毒载体是经去除腺病毒基因组的某些区域而获得的。到目前为止，腺病毒载体己发 展至第三代。第一代 AdV 是去掉病毒基因组中的 E1 和 E3 区域，插入外源性基因的片段可 达到 8kb，有完整的病毒衣壳蛋白，并且有低水平的病毒蛋白表达[2] 。其主要优点是宿主范 围广，感染效率高，制备容易；不仅能感染分裂期细胞，也能感染静止期细胞[3-5] ；缺点是 载体基因容量有限，低水平表达的病毒蛋白对宿主细胞毒性大，免疫原性强且目的基因表达 时间短。第二代腺病毒载体是去除了部分野生型腺病毒的结构基因，这种载体装载容量有所 增加，细胞毒性和免疫原性都有所减弱，但基因转移和表达时间没有明显延长，且病毒载体 滴度很低，只有第一代的 1/10～1/100。 第三代病毒载体是把载体中病毒结构基因全部去除，只保留了腺病毒必要的顺式作用元 件即基因组两端的 ITR 和包装信号顺序，总长不到 1kb 。被去除的基因功能由辅助病毒通 过反式作用来补偿，从而使得 AdV 虽然仍具有完整的病毒衣壳蛋白，但是其基因组编码转 [6] 基因蛋白而不编码任何病毒蛋白质，称为高容量辅助病毒依赖型腺病毒载体（HC-AdV ） 。 第三代腺病毒载体具有以下优点 :宿主范围广，感染效率高，制备较容易；容量最高可达 36kb，细胞毒性和免疫原性大幅减弱，目的基因的表达大大延长。 1本课题为国家自然科学基金委员会理科基地资助项目（批准号：J0630850 ） 北京大学医学部创新人才培养计划资助项目（C06012 ） - 1 - 2. 针对腺病毒载体的初期免疫应答 在应用于基因治疗的腺病毒载体中，对第一代腺病毒的研究最为透彻。第一代 AdV 在 具有免疫活性的小鼠体内仅能短暂表达转移的基因；而在免疫缺陷小鼠中，被转移的基因可 以得到持续表达。这表明腺病毒的免疫原性限制了以其为载体的基因治疗的有效性。 机体对 AdV 的免疫应答可以分为早期的天然免疫应答和随后的特异性免疫应答。载体 转移后，最初的免疫应答来源于天然免疫系统，导致炎症细胞如中性粒细胞、巨噬细胞、树