病毒载体的那些事儿
什么是病毒载体？
病毒载体，是指利用基因工程技术对病毒进行改造，成为外源基因运送的载体，其通过感染细胞，将外源基因带入细胞，并进行长期的基因表达。工具病毒载体具有转染效率高且外源基因表达水平高等优点，广泛应用于基础研究、基因疗法或疫苗制备等领域。
常见的病毒载体有哪些？
下面分别介绍工具病毒载体家族的三元大将，逆转录病毒（Retrovirus，RV）、慢病毒（Lentivirus，LV）和腺病毒(Adenovirus，ADV)。
首先出场的是逆转录病毒，它又被称为反转录病毒，是一类RNA病毒，其遗传信息并非存储在DNA上，而是RNA上。不同于其他RNA病毒，逆转录病毒的RNA不进行自我复制，进入宿主细胞后，病毒内核的逆转录酶将RNA转录成cDNA，进而合成双链DNA，整合酶将双链DNA整合至宿主细胞染色体DNA上，从而将非病毒基因导入细胞体内，并可在体外进行有丝分裂将其传递给子代细胞。逆转录病毒特异性感染分裂期细胞，如胚胎干细胞、神经干细胞、造血干细胞及血液内的细胞等。在实际应用中，γ-逆转录病毒载体因其转染范围广，转染率高，常被用于基因治疗。其中第一例应用于临床基因治疗并取得成功的是小鼠白血病病毒（Murine Leukemia Virus，MLV）作为基因转移载体被用于X 性染色体连锁严重联合免疫缺陷（Severe combined immunodeficiency–X1，SCID-X1）的治疗。在该应用中大部分的患者预后效果良好，但是也有少数患者演变为白血病，这是由病毒载体随机插入诱变引发，正因其存在一定的致癌风险，一度使得多项临床研究被迫终止。
慢病毒和逆转录病毒同属逆转录病毒科，慢病毒因其感染后发病会有长达数年的潜伏期而得名，相较于其他逆转录病毒载体，慢病毒载体可以感染分裂期和非分裂期的细胞，其复杂的基因组结构赋予了慢病毒载体独特的整合机制以及感染的持久性。目前研究得最为深入的是基于HIV-1改造的慢病毒载体，它包括1个表达质粒和多个辅助质粒，通常采用多质粒共转染293T细胞实现病毒的包装，再用包装好的重组病毒侵染细胞，将目的基因随机、稳定的插入宿主细胞基因组，实现目的基因快速、稳定的表达。
慢病毒载体作为一种常用的基因敲入方式，常被用于构建基因表达的稳态细胞系。不仅如此，它还被用于介导CRISP/CAS9技术，通过构建含有sgRNA序列的慢病毒载体，将重组载体和慢病毒包装质粒共同转染293T细胞，收集病毒颗粒感染目的细胞株，通过筛选，获得稳定的共转染细胞株，在细胞内，Cas9和sgRNA结合成剪切复合体，被转运进入细胞核，以完成对sgRNA互补DNA片段（目的基因）的剪切，从而达到基因敲除/敲弱的目的。
图1. 慢病毒转染系统介导CRISP/CAS9技术
腺病毒是无包膜的双链DNA病毒，直径为70-100nm，能感染分裂期细胞和非分裂期细胞。腺病毒通过纤维和细胞表面受体CAR结合内吞进入细胞，其基因组不整合进入宿主细胞基因组，而是游离于基因组外，借助细胞内的翻译机制进行病毒的复制和组装。以人工改造过后的AdMax病毒载体系统为例，其通常包括1个表达质粒和1个辅助质粒，采用293细胞作为宿主繁育病毒，然后收集包装好的病毒侵染宿主细胞，实现目的蛋白快速、高丰度的表达，同时避免因为基因整合而产生的基因突变现象。
图2. 腺病毒包装
病毒载体性能比一比
三种病毒载体性能对比如下：
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