用柱层析法尤其是亲和层析法分离纯化病毒可能成为用于临床的重组病毒载体大量纯化的主要方向 。将病毒的特异性受体、抗体或化学合成的配体偶联在层析基质上并制备成亲和层析柱 。将含有目标病毒的初始物经简单处理后直接上柱,最后洗脱和收集目标病毒 。这类方法最近在AAV病毒载体的纯化中得到很高评价(Summerford C and Samulski J 1999) 。
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第四节 病毒载体在基因治疗中的应用
自1989年开展第一例人体基因转移(标记基因)以来,据不完全统计,至今已开展了近400项基因治疗临床试验,涉及病人1000余人 。2/3以上的临床方案中应用了病毒载体进行基因导入 。
由于各种的病毒载体具有其特定的生物学特性,这些特性决定了其在基因治疗中的应用 。
表2列举了常用的病毒载体的特性和适用范围 载体 顺式作用元件 经典包装方式
反转录病毒载体
1) 两个长末端重复序列(LTR):含有整合和调节转录的必需序列;含有转录增强子和启动子;
2) tRNA 引物结合位点p;
3)包装信号序列ψ 。
载体质粒转染整合了所有必需基因(gag,pol,env)的包装细胞系如PA317,经选择培养获得产病毒细胞系(VPC);细胞不裂解,病毒不断分泌至培养上清中 。
腺病毒载体
两个末端倒转重复序列(ITR);
包装信号序列 。
载体质粒与辅助质粒共转染293细胞获得重组腺病毒 。重组腺病毒感染293细胞而扩增;细胞每次被感染后发生裂解 。
腺病毒伴随病毒载体
两个末端倒转重复序列(ITR);其中包括了病毒复制起点、包装信号及整合和拯救所必需的顺式元件 。
AAV载体质粒和辅助质粒共转染293细胞,并加辅助病毒(腺病毒或单纯疱疹病毒)感染 。
单纯疱疹病毒载体
HSV 病毒复制起点ori; 病毒包装信号pac。
PTCA重组病毒在互补细胞上传代;
扩增子病毒在辅助病毒存在下传代 。
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第五节 安全性检测
总的来说,病毒载体制剂的安全性检测主要涉及以下几个方面(Aderson RW 1996):
有复制能力的病毒(replication competent virus, RCV)
RCV一般产生于重组病毒生产过程中基因重组事件 。由于RCV具有复制能力,在生产过程中一旦出现,就可能呈现优势生长,从而影响载体病毒的产量;另外,含有RCV的制品用于人体内可能导致严重的病毒感染或急性/慢性病毒血症 。
RCV是对用于基因治疗的病毒载体制剂安全性检测的特有项目 。检测RCV的方法因不同的病毒载体而异 。对于反转录病毒载体,检测有复制能力的反转录病毒(RCR)的方法主要是PG4 S+L- 分析法;也可采用其它的变通方法 。对于腺病毒载体,检测有复制能力的腺病毒(RCA)主要采用空斑分析方法及PCR方法 。
辅助病毒
对于生产过程需要辅助病毒参与的病毒载体如AAV病毒载体,由于这些辅助病毒本身具有复制能力并对机体细胞有破坏性,因此检测病毒制剂中的辅助病毒如腺病毒或单纯疱疹病毒的残存量十分重要 。
其它成分的污染
检测指标包括细菌、霉菌、支原体、内毒素等及在纯化过程中所用试剂如氯化铯等的残余量 。
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第六节 病毒载体的发展方向
基因治疗研究的快速发展对基因导入系统提出了越来越高的要求 。病毒载体的发展也日新月异,包括对已有病毒载体的不断改进和完善,和越来越多的其它病毒被改造成为新的病毒载体 。病毒载体的发展方向可归纳成以下几个方面:
简便、高效的病毒载体包装系统:考虑到包装的高效性和操作的简便性,越来越多的病毒载体生产系统将采用双组成因素系统 。这种系统容易用于病毒载体的大规模生产(Liu XL et al.1999; Conway JE et al. 1999 ) 。
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