癌症基因治療傳遞系統現狀

導讀： 基因治療是將外源性基因物質導入到靶細胞，而高效無毒的基因載體可以保證基因傳遞的效率。優良的基因傳遞系統要能包裹和保護核酸物質，避免內涵體降解，並能專一靶向腫瘤部位，因此開發高效安全的基因傳遞系統是癌症基因

基因治療是將外源性基因物質導入到靶細胞，而高效無毒的基因載體可以保證基因傳遞的效率。優良的基因傳遞系統要能包裹和保護核酸物質，避免內涵體降解，並能專一靶向腫瘤部位，因此開發高效安全的基因傳遞系統是癌症基因治療中最具挑戰性的課題之一。

基因治療載體分類

基因治療載體分生物和非生物兩種類型：生物載體即病毒，優點是病原性低，基因傳遞效率高，但難製備，有一定毒性，攜帶遺傳物質的大小有限；非病毒載體（陽離子聚合物、陽離子多肽和陽離子脂質體）沒有上述缺陷，但傳遞效率不如前者，有效性受大小、Zeta電位等物理化學性質影響。

病毒載體

逆轉錄病毒。逆轉錄病毒是具有DNA中間體的小RNA病毒。用逆轉錄病毒載體包裹同時表達IL-12和單純皰疹病毒胸苷激酶（HSV-tk）基因的基因片斷，比單純IL-12基因治療對腫瘤大小的抑制率高3～4倍。最近還開發出可複制的逆轉錄病毒，它能特異性地在靶腫瘤組織內復制，增強載體的非毒性轉導能力。

腺病毒。腺病毒是雙鏈DNA病毒，可感染分離和未分離的細胞。腺病毒的轉染是暫時的，需重複使用。合用免疫抑製劑可增強腺病毒載體的轉導能力，但有試驗表明，高劑量腺病毒/抗體免疫複合物可誘導補體活化，導致全身致命性炎症。

單純皰疹病毒。單純皰疹病毒（HSV）通常感染人的眼、口腔和陰道黏膜。它用作載體能有效地傳遞基因到腦腫瘤。 HSV載體可將GM-CSF和IL-12等細胞因子傳遞到皮下腫瘤動物模型，引發免疫反應並延長荷瘤小鼠生存時間。 HSV的大線性雙股基因組約150kb，容量居病毒載體之首，一個載體能同時傳遞多個基因。

腺相關病毒。腺相關病毒（AAV）是單鏈DNA病毒，能同時感染分離和未分離的細胞，其DNA能整合到宿主細胞基因組中。 AAV載體毒性很小，但缺點是其備需要輔助病毒（腺病毒或HSV），後者會污染AAV載體。 AAV載體的容量也很有限（<5kb），其轉染能力不如腺病毒。 痘病毒。痘病毒（疫苗病毒）是雙鏈DNA病毒，可感染分離和未分離細胞。它的基因組（186kb）也很大，可以承載25kb的轉基因序列。單一痘病毒載體同時傳遞IL-2和IL-12並與腫瘤抗原合用，使荷瘤小鼠的抗腫瘤效果和存活率有顯著提高。痘病毒載體使用時間長、毒性小、外源DNA裝載量大，是極好的基因傳遞載體。

非病毒載體

非病毒載體本身為陽離子，與負電DNA結合後淨電荷仍為正，可有效地與帶負電荷的細胞膜發生作用，通過內吞作用進入細胞。

陽離子聚合物。 L-賴氨酸（PLL）是最早用於基因傳遞的陽離子聚合物之一，可生物降解。聚乙二醇（PEG）包裹PLL能增強轉染能力和延長體內半衰期，也可
將PLL同時連接PEG和靶向基團。 DNA的縮合和轉染效率隨PLL分子量增大而增強，同時毒性也增加。

聚乙烯亞胺（PEI）最近才用於基因傳遞，其有效性和細胞毒性受分子量、分支度、Zeta電位等因素影響。低分子量（10kDa）PEI比高分子量的基因傳遞效率
高，線性PEI（22kDa）比分支的（25和800kDa）更有效。 PEI表面可引入靶向基團和/或PEG，後者可增強空間穩定性。其它陽離子聚合物，如殼聚醣和樹枝體也可
用於基因治療。

肽Cys-Lys10-Cys氧化縮聚形成的還原型聚合陽離子（RPC），對各種癌細胞的轉染效率都比PLL高。聚合物基因治療臨床試驗較少，但這一領域會很快發展。

陽離子多肽。陽離子多肽是可在酸性環境中發生構型改變的兩親性多肽，含正電氨基酸，可與DNA有效結合，目前主要是體外研究。 α螺旋KALA多肽是最早成
功應用於體外培養細胞基因傳遞的陽離子多肽之一。多肽載體的有效性取決於結構中的疏水基團。小鼠靜注給藥後，多肽載體主要在肺部發生轉染，轉染效率比
脂質體和PEI載體低10～40倍。

脂質體。脂質體從1987年開始作為基因載體後，已成為研究最多的非病毒載體之一。近年來陽離子脂質乳劑也被作為一種可能的非病毒基因載體。脂質體/DN
A複合物常被稱作脂複合物（lipoplex）。冷凍蝕刻電鏡和X射線衍射試驗表明DNA是夾在多個脂質體粒子中間的。粒徑、Zeta電位、DNA/脂質體比例等因素都會影響複合物的形成、穩定性及轉染效率。加入中性脂質（共脂質）能提高脂複合物的體內外轉染能力。最常用的共脂質是膽固醇和二油酰基磷脂酰乙醇胺(DOPE)，前者在體內有效，後者可增強脂複合物的體外轉染。脂質體/魚精蛋白/DNA(LPD)的粒徑比傳統脂複合物小，LPD介導的基因傳遞效力高於傳統脂質體。其粒徑小
的特點能促進其被細胞內吞，延長循環半衰期。最近，科研人員將LPD用肝靶向配體無涎胎球蛋白包裹，明顯增加了HepG2肝癌細胞對包裹DNA的攝取。