基因治疗中的非病毒载体.pdf

http://www.hxtb.org化学通报2005年第68卷w131

基因治疗中的非病毒载体

*
周芬程时远
(湖北大学化学与材料科学学院武汉430062)

摘要基因运送是基因治疗中非常关键的技术。作为运送工具，非病毒载体由于能避免病毒载
体的安全性问题受到广泛关注。本文介绍了一些目前主要研究的非病毒载体体系，包括改性的天然高
分子和合成高分子。此外还介绍了非病毒载体应用所面临的挑战，通过比较希望能找出一些更好的应
用于基因治疗的载体系统。
关键词基因治疗运送载体非病毒载体细胞吸收

Non-viralGeneVectorsinGeneTherapy
ZhouFen,ChengShiyuan*
(SchoolofChemistryandMaterialsScience,HubeiUniversity,Wuhan430062)

AbstractGenedeliveryisveryimportantingenetherapy.Thenon-viralvectorshavebeenpaidmore
andmoreattentionbecausetheyaremoresafethanvirusascarriers.Thisreviewfocusonthenon-viral
vectorsdevelopedrecently,includingnaturalandsyntheticpolymer,andthechallengesmetintheway,in
searchofmoresuitablevectorsystemsforgenetherapy.
KeywordsGenetherapy,Deliverysystems,Non-viralvectors,Celluptake

人类基因组DNA序列工作框架图的完成，标志着功能基因组时代的到来。人类对自身基因
的功能，特别是与疾病相关的基因的了解更加深入，这对基因治疗的研究将产生巨大的推动作用。
1990年美国科学家成功地进行了ADA(腺苷脱氨酶)缺陷患者的人体基因治疗，我国也在1991年
进行首例基因治疗B型血友病获得成功。目前基因治疗的范围已经从遗传病领域扩展到肿瘤、
心血管疾病、神经系统疾病、传染病(包括AIDS)等领域。但无论基因治疗对人类健康的潜力如
何，由于运送载体的局限性使得目前对疾病基因治疗的目标无法完美实现。因此，研究和开发新
型有效的基因运送载体是众多研究人员及临床医生的关注热点。
目前进行研究的载体主要有两类：病毒载体和非病毒载体。病毒可以高效率地进入特定的细
胞类型，复制所携带DNA并表达自身蛋白产生新的病毒粒子，因此首先被改造作为基因治疗的
载体。据统计，目前已经采用基因治疗的病例中，约有80%所选用的是病毒载体，如逆转录病
毒(retrovirus)、腺病毒(adenovirus)、单纯疱疹病毒(herpessimplexvirus，HSV)、腺病毒相关病毒
(adeno-associatedvirus，AAV)以及痘病毒(poxvirus)等。虽然病毒作为基因运送载体已经使用很多，
但仍然存在着危险性，如免疫原性(immunogenicity)和病毒性重组(viralrecombination)等安全性问
题。1999年9月一名美国患者在腺病毒介导基因治疗的研究中不幸死亡，给以病毒载体为基础

周芬女，23岁，硕士生，现从事基因载体研究。*联系人，E-mail:[e-mail]
2005-03-17收稿，2005-06-20接受
http://www.hxtb.org化学通报2005年第68卷w131

的人类基因治疗敲响了警钟[1]。此外，病毒载体自身容量有限，制备滴度不高。非病毒载体与之
相比虽然转染效率有限，但是具有无传染性、不限制载体容量、化学结构可控制以及可大量制备
等优点而越来越受到研究者的青睐。
目前，非病毒载体的研究主要包括改性的天然高分子和合成高分子两大类。改性天然高分子
主要是脂质类(如固醇类)、多糖类(如壳多糖、右旋糖苷和藻酸等)、蛋白质类(如胶原蛋白、鱼精
蛋白等)以及多肽类的物质。合成高分子则主要是一些可以生物降解的(如聚赖氨酸、聚乳酸、聚
乙烯醇及其嵌段或接枝共聚物等)、聚阳离子性的高分子(聚乙烯亚胺、聚酰胺树枝状高分子等)
充当运送载体，分别以微球、囊泡或胶束等形式包覆DNA，运送到达病理部位后进行释放。

1改性天然高分子

自1987年Felger使用带极性头部基团的脂质体进行非病毒载体运送基因以来，大量的阳离
子型脂质体被用于基因运送。脂质体一般都带有一个疏水基团，该基团通常是脂肪酸或长约12～
18个碳原子的烷基或固醇单元。它保证脂质体分散在水介质中时形成脂双层结构，有效