何謂病毒載體

使用病毒作為載體，簡言之為將病毒本身的基因取出後，再於其中植入治療基因，以此作為治療基因的遞送角色，將其送達細胞中，感染並複製，以修復患者突變或缺陷的基因。既然基因治療常以病毒作為載體，而目前已知的病毒種類就有數千種，究竟哪些病毒適合作為治療用載體？

延伸閱讀: 什麼是基因治療?

以下為您整理出四種病毒以及其特性：

 

逆轉錄病毒(Retroviral, RV)：

歷史上第一個被使用在基因治療臨床試驗上並取得成功的病毒載體就是逆轉錄病毒(Retroviral)，當時被用於治療ADA缺乏症。但逆轉錄病毒(Retroviral)只能將基因送入會分裂的細胞，故無法使用於治療如腦神經細胞等不會分裂的細胞，且逆轉錄病毒可能因嵌入錯誤染色體造成突變而引發癌症等病變。

慢病毒 (Lentivirus, LV)：

為逆轉錄病毒(Retroviral,RV)科的其中一屬，但慢病毒載體在製程中可能產生具複製能力慢病毒，其嵌入位點若鄰近或位於原致癌基因，則可能導致腫瘤或癌症。因此在製程中須審慎評估並做好具複製能力慢病毒檢測。

慢病毒 (Lentivirus,LV)和逆轉錄病毒(Retroviral,RV)載體由於可以攜帶較大的RNA遺傳物質，而後轉換為DNA。整合到細胞基因組中的能力使慢病毒 (Lentivirus)和逆轉錄病毒(Retroviral)載體最適合分裂細胞，亦較適用於體外治療法。

腺病毒(Adeno virus, AV)：

腺病毒對於分裂或不分裂的細胞皆可感染，這是他優於逆轉錄病毒(Retroviral,RV)的原因之一，但其病毒本身的基因可能引發患者出現劇烈的免疫反應，進而造成炎症，更甚者可能造成休克。這亦造成腺病毒載體一植入受體就容易被免疫系統消滅，是腺病毒載體在開發過程中所遇到的最大問題。而第三代腺病毒載體已在純化時將病毒本身的基因清除乾淨，以降低免疫反應產生，並可延長病毒在人體中的表達時間。

腺相關病毒 (Adeno-associated viruses, AAV)：

腺相關病毒不僅具備逆轉錄病毒(Retroviral,RV)可嵌入染色體的特性，亦具備腺病毒(AV)感染不分裂細胞的能力，其不會隨機嵌入染色體造成突變、無致病性，故不會產生如腺病毒的副作用。較需注意的是，AAV載體的製程中需以腺病毒作為輔助病毒為其提供必要蛋白質，因此在製程中需設計使輔助病毒失去活性的步驟，以確保載體中不含有腺病毒。

延伸閱讀:腺相關病毒 (Adeno-associated viruses, AAV)載體的製備要點

延伸閱讀:病毒載體純化過程適用的生物緩衝劑與生物洗滌劑

其他病毒載體與非病毒載體

除了使用上述四種常見病毒作為病毒載體外，亦有其他病毒載體，諸如疹病毒（HSV）等在研究開發中，但此載體在使用上尚存在疑慮。另有學者正在研究使用如裸露DNA（Naked DNA）、微脂粒法之基因轉殖(liposome-mediated gene transfer) 、DNA複合物(DNA-complex)、寡核苷酸（Oligonucleotides）等非病毒載體(non-viral vector)做為基因治療的載體，希望能藉此提供較安全的基因傳送方式。可惜的是非病毒載體仍有質體 DNA 無法快速的脫離胞內體（endosome），而導致DNA被分解的瓶頸需要被突破。故現階段還是以安全性較高的腺相關病毒載體為最大宗使用的病毒載體。

 

參考資料:

^[1] Viral vectors: from virology to transgene expression: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2629647/

^[2] The challenge of vector development in gene therapy: https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-879X1999000200001

^[3] A Guide to Approaching Regulatory Considerations for Lentiviral-Mediated Gene Therapies: https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/hgtb.2017.096#:~:text=Specifically%2C%20lentiviruses%20can%20deliver%20up,achieve%20long%2Dterm%20stable%20expression.

^[4] Viral Vectors in Gene Therapy : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6023384/

^[5] Gene Therapy Leaves a Vicious Cycle: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fonc.2019.00297/full

^[6] Lentiviral vectors in gene therapy: their current status and future potential: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20143172/

^[7] 病毒載體之基因治療產品於化學 製造管制研發策略指導原則: https://www.cde.org.tw/Content/Files/Knowledge/dcda94ec-bf1f-4846-84c3-fddbab0a5268.pdf

^[8] 病毒載體之基因治療產品於化學 製造管制研發策略指導原則: https://www.cde.org.tw/Content/Files/Knowledge/dcda94ec-bf1f-4846-84c3-fddbab0a5268.pdf

^[9] 藉由修飾腺相關病毒 VP1-3 建立胜肽導引式基因傳遞系統 : 國立交通大學 生物科技學院生化工程研究所

^[10] 基因治療產品化學製造管制研發指引 : 黃豐淳 博士

^[11] 基因治療：黃麗華 教授; 台大醫院肝炎研究中心

^[12] 基因治療：黃麗華 教授; 台大醫院肝炎研究中心