腺病毒(Adenovirus,Ad)是一种无包膜的双链DNA病毒,在自然界中广泛分布。完整的病毒颗粒为二十面体对称结构,直径70-100nm,衣壳含有240个六邻体(hexon)、12个五邻体(penton)、12根纤毛(fiber)及一些小蛋白等。
腺病毒结构(Waye M M Y et al., Pharmaceuticals. 2010)
哺乳动物腺病毒的基因组DNA长约36kb,基因组的两端各有约100bp的反向末端重复序列(ITR),ITR与末端蛋白(TP)相结合,与基因组复制及早期基因的转录有关,ITR的内侧为病毒包装信号Ψ,参与腺病毒基因组的衣壳化。基于人血清5型腺病毒的基因组结构,结合各基因的功能,科学家们开发了缺失E1和E3基因的Ad5腺病毒载体。E1基因在组装感染性病毒颗粒时必不可少,但是可以在HEK293包装细胞中得到补充,而E3基因不影响病毒的包装。由于E1和E3基因的缺失,腺病毒载体可插入高达7.5kb的外源基因。
Ad5腺病毒的高效感染依赖于靶细胞膜上的CAR和αvβ整合素,但是一些免疫细胞的细胞膜上却缺乏这些受体,如造血干细胞。这就使得研究人员寻找新的腺病毒血清型,最终发现F35血清型对造血干细胞有很强的靶向性,因此,嵌合型Ad5/F35应运而生。
Ad5和 Ad5/F35的结构示意图(图片来源于维真生物官网)
腺病毒特点
1. 宿主细胞范围广:包括分裂细胞和非分裂细胞(某些抗腺病毒感染的淋巴瘤细胞除外);
2. 感染效率高:在理想感染条件下,感染率可达100%;
3. 病毒滴度高:纯化、浓缩后可达10^12-13vp/mL(即10^10-11pfu/mL);
4. 易于扩增:腺病毒可直接二次扩增,慢病毒和腺相关病毒需要重新包装;
5. 不整合到染色体中,无插入致突变性;
6. 理化性质稳定:4℃:数周,-80 ℃:数年。