隨著CRISPR-Cas9基因編輯體系與mRNA技術的突破性進展,基因治療領域的研究重心已從“基因編輯工具的優化與靶向性編輯策略探索”,轉向“基因遞送系統的高效性、靶向性及生物相容性提升”的核心攻關。
基因遞送載體作為介導外源基因進入靶細胞的關鍵工具,其靶向識別效率、外源基因裝載容量、體內免疫原性水平及規;苽涞姆定性,直接決定了基因藥物能否實現“精準靶向遞送、持續穩定表達、生物安全可控”的核心研究目標,更是當前限制基因治療從基礎研究向臨床轉化的核心技術瓶頸。
一、 基因遞送系統的核心評價維度
一款優質的基因遞送系統需滿足"遞得準、留得住、沒風險"的核心目標,行業內主要通過四大維度進行綜合評估:
靶向性:能否跨越生物屏障,精準定位靶組織或靶細胞,減少脫靶效應;
裝載量:可穩定攜帶外源基因的最大長度,直接決定其對大型基因治療的適配性;
免疫原性:引發機體免疫反應的強度,影響重復給藥可行性與治療安全性;
生產成本:規;苽涞募夹g成熟度與經濟可行性,是臨床轉化的關鍵考量。
這四大維度相互制衡,構成了載體選擇的核心決策框架,不存在適用于所有場景的"萬能載體",僅存在匹配具體需求的"最優解"。
二、 病毒載體:高效遞送的天然利器
病毒載體憑借億萬年進化形成的核酸遞送機制,成為基因治療中高效遞送的標桿,已在多款獲批藥物中得到驗證。根據其生物學特性與臨床應用場景,主流病毒載體可分為四類:

(一)腺相關病毒(AAV)
AAV是目前臨床轉化最成熟的病毒載體之一,核心優勢在于免疫原性極低且宿主范圍廣泛,可同時感染分裂細胞與非分裂細胞。通過不同血清型的選擇,AAV可實現精準組織靶向——AAV8對肝臟具有高度特異性,AAV2則更傾向于靶向骨骼肌,這種天然靶向性使其在局部治療中具備獨特優勢。 在臨床應用中,AAV載體已取得突破性成果,全球已有十余款相關藥物獲批上市,在脊髓性肌萎縮癥(SMA)、血友病B等遺傳性疾病治療中展現出明確療效。其局限性主要在于裝載量有限(約4.7kb),難以承載大型基因,限制了其在復雜遺傳病治療中的應用。不過,通過載體串聯技術,目前已實現多個AAV載體對長片段基因的高效遞送,一定程度上突破了這一瓶頸。
(二)腺病毒(AdV)
腺病毒以高轉染效率和大容量裝載(可達36kb)為核心優勢,可容納多基因表達盒,適合復雜治療方案的遞送。但其顯著短板是免疫原性較強,易引發機體炎癥反應,這一特性限制了重復給藥的可行性,但在腫瘤治療中反而成為優勢——溶瘤腺病毒可通過激發局部免疫反應,實現對腫瘤細胞的雙重殺傷。 在應用場景上,腺病毒的發展路徑呈現多元化:在腫瘤治療中,可作為溶瘤病毒直接殺傷腫瘤細胞,或遞送p53等抑癌基因;在疫苗領域,阿斯利康、強生的COVID-19疫苗驗證了其快速轉化潛力;在聯合治療中,AdV與非病毒載體的組合策略已成為研究熱點,通過AdV快速轉染腫瘤細胞表達治療基因,配合其他載體激活免疫細胞,強化治療效果。
(三)慢病毒(LV)
慢病毒的核心特性是可將外源基因穩定整合至宿主基因組,實現治療基因的長期、持續表達,這一特性使其成為需要終身治療的遺傳性疾病的理想選擇。其宿主細胞范圍廣泛,尤其適合干細胞、神經元等難轉染細胞的修飾,在細胞治療領域占據核心地位。 在臨床轉化中,慢病毒是CAR-T療法的主流載體,通過介導CAR基因轉染T細胞,賦予其持續殺傷腫瘤細胞的能力;在血液系統疾病治療中,經慢病毒修飾的造血干細胞可使β-地中海貧血患者擺脫輸血依賴,血紅蛋白水平長期維持正常。慢病毒的主要風險在于潛在插入突變風險,雖概率極低,但仍需在臨床應用中進行長期安全性監測。
(四)逆轉錄病毒(RV)
作為早期開發的整合型載體,逆轉錄病毒具有免疫原性低的優勢,但局限性十分顯著:僅能感染分裂期細胞,且整合位點偏好性差,致癌風險相對較高。隨著慢病毒技術的發展,逆轉錄病毒已逐漸被替代,目前僅在少數血液疾病的自體治療中有限應用。
三、 非病毒載體:安全可控的后起之秀
隨著對治療安全性要求的提升,非病毒載體憑借低免疫原性、無整合風險、制備靈活等優勢,成為基因遞送領域的重要發展方向,尤其在mRNA療法、兒童疾病治療等場景中展現出獨特價值。主流非病毒載體包括以下四類:

(一)脂質納米顆粒(LNP)
LNP是近年來關注度最高的非病毒載體,更是mRNA療法的核心遞送工具。其核心結構為脂質雙分子層,可有效保護核酸免受核酸酶降解,通過優化脂質組成(如陽離子膽固醇與陽離子輔助脂質的組合,即LNP++),可實現靶向性突破,目前已實現肺/肝遞送比4.8:1的精準靶向效果。
(二)聚合物載體
以聚乙烯亞胺(PEI)、聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)為代表的聚合物載體,憑借生物相容性好、可降解、免疫原性低且無整合風險的核心優勢,在特殊人群與特殊部位治療中具有不可替代的價值。其中,PLGA的生物可降解性使其適合兒童及中樞神經系統疾病治療,可減少長期蓄積帶來的安全風險。 聚合物載體的主要挑戰在于轉染效率低于病毒載體,且部分材料存在一定細胞毒性。為解決這一問題,研究人員通過化學修飾、靶向分子偶聯等技術手段,不斷優化聚合物的結構與性能,力求實現轉染效率與安全性的平衡,目前已在局部治療場景中取得初步進展。
(三)裸核酸
裸核酸是最簡單的基因遞送形式,僅由裸露的DNA或RNA組成,核心優勢在于制備簡單、成本極低,無需復雜的載體修飾與制備工藝。但其局限性也十分突出:易被核酸酶降解,且轉染效率極差,僅能在特定場景中應用——如肌肉注射疫苗通過局部滯留實現短期低水平基因表達,或眼部局部治療通過避開全身核酸酶環境發揮作用。
(四)細菌載體
細菌載體是一類具有靶向治療潛力的新型載體,以減毒沙門氏菌為代表,其核心特性是可靶向腫瘤缺氧微環境,并同時激發機體免疫應答,實現"治療+免疫激活"的雙重效果。在結直腸癌等實體瘤治療中,細菌載體可穿透腫瘤組織屏障,精準定植并釋放治療基因,展現出獨特的應用前景。 目前,細菌載體仍處于臨床前研究階段,主要挑戰在于減毒后仍存在感染風險,且靶向性與安全性的平衡尚未完全解決。隨著基因工程技術的發展,通過改造細菌的毒力基因與靶向元件,有望進一步提升其臨床應用的可行性。
四、 載體選擇的核心邏輯與臨床適配原則
基因治療載體的選擇本質是多因素綜合決策的過程,需結合疾病類型、治療目標、靶細胞特性及臨床應用需求等維度建立科學邏輯,以下為三大典型臨床場景的載體適配原則:
(一)疾病導向的載體選擇

神經系統疾病:血腦屏障的存在與神經細胞的非分裂特性,決定了AAV和慢病毒為首選載體。AAV的低免疫原性適合鞘內注射,在SMA治療中已驗證療效;慢病毒的整合特性則適合終身治療需求,為帕金森病等神經退行性疾病提供了新的治療方向。
腫瘤:血液腫瘤治療以慢病毒為核心載體的CAR-T技術為主,已形成成熟的臨床應用體系;實體瘤治療則呈現多元化策略,溶瘤腺病毒的直接殺傷、AAV的肝靶向局部治療、AdV與LNP的聯合策略均在探索中,其中聯合策略通過協同作用強化抗腫瘤效果,成為研究熱點。
血液系統疾病:慢病毒是造血干細胞修飾的首選載體,其整合特性確保治療基因在造血干細胞分化過程中穩定遺傳,在β-地中海貧血、白血病等疾病治療中已實現擺脫輸血依賴或長期緩解的臨床目標。
(二)表達需求導向的載體選擇
短期表達需求:腺病毒與LNP適配性最佳。腺病毒可在數小時內啟動基因表達,適合腫瘤免疫治療、急性感染等需要快速起效的場景;LNP的安全性更優,適用于血友病急性出血等蛋白替代治療,兩者均無整合風險,表達持續時間為數周至數月。
長期整合需求:慢病毒是遺傳性疾病的首選,可實現一次治療終身獲益;若顧慮整合風險,AAV的附加體表達模式(在非分裂細胞中可持續表達數年)是理想替代方案。
大片段基因遞送:腺病毒(36kb裝載量)可滿足多數大片段基因需求;對于超大型目的基因(150kb以上),皰疹病毒是更優選擇;而通過AAV載體串聯技術,也可實現長片段基因的高效遞送。
五、 技術發展趨勢與未來展望
基因遞送系統的技術迭代始終圍繞"提升效率、增強靶向、降低風險、控制成本"四大核心目標展開。在病毒載體領域,AAV的衣殼進化、腺病毒的免疫原性降低、慢病毒的安全性優化將持續推進,進一步拓展其臨床應用邊界;在非病毒載體領域,LNP的多器官靶向技術、聚合物載體的智能修飾、細菌載體的減毒與靶向優化將成為研究重點,有望突破現有技術瓶頸。 從臨床轉化視角看,載體聯合策略與個性化載體設計將成為重要發展方向——如針對特定腫瘤的AdV+LNP聯合治療、穿越血腦屏障的AAV變體、適配肺部疾病的LNP遞送系統等,這些精準化技術方案將推動基因治療向更廣泛的疾病領域拓展。 作為基因治療的"最后一公里",基因遞送系統的技術突破直接決定了基因藥物的臨床價值。隨著技術平臺的成熟與規模化生產技術的進步,載體的生產成本將逐步降低,技術可及性將不斷提升。未來,通過多學科交叉融合,基因遞送系統將實現從"適用"到"精準適配"的跨越,為更多遺傳病、腫瘤、感染性疾病提供治愈性治療方案,推動基因治療進入普惠化時代。
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