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重組腺病毒載體究竟為何方神圣？
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新冠肺炎疫情來(lái)勢洶洶肆虐全球，疫苗研發(fā)工作爭分奪秒。
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3月17日，中國首個(gè)新冠疫苗獲批啟動(dòng)臨床試驗！
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此次研發(fā)的新冠疫苗是一種以重組腺病毒為載體的疫苗。那么，什么是重組腺病毒載體，它是如何獲得的，如何利用它來(lái)制造重組腺病毒載體疫苗呢？
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重組腺病毒載體
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腺病毒(Adenovirus)是一種無(wú)包膜的雙鏈DNA病毒，其基因組大小約為25～45 kb。衣殼呈規則的20面體結構，六聯(lián)體是形成病毒衣殼20面體結構的主要蛋白質(zhì)。腺病毒在自然界分布廣泛，至少存在100種以上的血清型，其中人源腺病毒就有49種血清型。人源腺病毒約1/3的已知血清型通常與人類(lèi)疾病相關(guān)，機體對腺病毒的再感染能產(chǎn)生有效的免疫，起保護作用的是體內產(chǎn)生的循環(huán)中和抗體，正常的健康成人一般也具有多型中和抗體。這也是人體接種重組腺病毒載體疫苗后會(huì )發(fā)生預存免疫的原因。
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科學(xué)家們將腺病毒基因組進(jìn)行了改造，將其發(fā)展成為一種基因傳遞工具，我們將這種工具稱(chēng)之為重組腺病毒載體。重組腺病毒載體就像是一條通向細胞工廠(chǎng)的傳輸帶，利用病毒感染宿主細胞并將其基因組導入宿主細胞的特性，可以簡(jiǎn)便有效的將目標外源基因導入至我們希望導入的目標細胞，并使目標基因有效表達。此次重組腺病毒載體新冠疫苗使用的是人源5型腺病毒（Ad5），該腺病毒被廣泛應用于基因治療和疫苗研究。
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重組腺病毒載體制備
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與野生型腺病毒相比，主流的Ad5腺病毒載體缺失了早期基因E1區和E3區，從而讓該病毒載體可以容納8Kb及以下的外源基因。這里的外源基因通常指的是需要研究的外源目的基因，在新冠疫苗研究中，就是可以引起機體免疫反應的新冠病毒病原蛋白質(zhì)表達基因。E3區主要功能是破壞宿主的免疫防御機制，與病毒基因組的復制無(wú)關(guān)；而E1區的主要功能是調節宿主細胞代謝，也是腺病毒DNA復制和轉錄所必需的基因。為了讓腺病毒可以成功復制和轉錄，將Ad5 E1基因重組在一種哺乳動(dòng)物細胞中（通常為HEK 293細胞）。將缺失了E1和E3區，包含特定外源基因的腺病毒基因組導入至以上哺乳動(dòng)物細胞中，就可以包裝出重組腺病毒載體了。這樣包裝出的重組腺病毒載體是安全的，因為病毒在其它細胞中不能復制，但可以感染目標細胞并成功表達外源蛋白質(zhì)。
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重組腺病毒載體疫苗
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重組腺病毒載體疫苗就是利用基因工程技術(shù)，將編碼病原體保護性抗原的基因導入到腺病毒載體中并使之表達的疫苗，通過(guò)這種疫苗把抗原基因帶進(jìn)人體細胞起免疫作用。由于腺病毒本身毒力較弱，所以可以用它把病毒抗原蛋白質(zhì)帶進(jìn)體內刺激機體免疫系統產(chǎn)生免疫反應。重組腺病毒載體已廣泛應用于多種病毒疫苗的研制，比如乙型/丙型肝炎疫苗、埃博拉疫苗等。
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以新冠疫苗為例，要研制一個(gè)重組腺病毒載體疫苗，科學(xué)家們首先要選定致病病毒表面那些極具特征的蛋白質(zhì)結構，這些蛋白質(zhì)結構會(huì )刺激免疫系統產(chǎn)生抗體。對于冠狀病毒來(lái)說(shuō)，那些位于病毒外殼表面的刺突蛋白質(zhì)，也就是S蛋白質(zhì)無(wú)疑是很好的目標。它是新冠病毒入侵人類(lèi)細胞的武器，是病毒附著(zhù)并感染人類(lèi)細胞的關(guān)鍵部分。下一個(gè)任務(wù)是找到編碼S蛋白質(zhì)的基因，將其克隆到腺病毒DNA中，然后包裝獲得重組腺病毒載體，制備成疫苗。重組腺病毒載體攜帶S蛋白質(zhì)表達基因進(jìn)入到人體細胞，在人體內合成S蛋白質(zhì)，誘導人體產(chǎn)生特異性抗體，使人們產(chǎn)生對致病病毒的免疫力。
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與減毒或滅活疫苗相比，重組載體疫苗既有足夠的安全性，又能產(chǎn)生良好的免疫效果。腺病毒能夠引發(fā)強烈的體液免疫和細胞免疫，可通過(guò)注射或口服接種。當然由于5型腺病毒是人源病毒，接種重組腺病毒載體疫苗后會(huì )發(fā)生預存免疫，這是由于免疫系統會(huì )將矛頭直指腺病毒本身，而忽略了需要關(guān)注的抗原，從而降低了疫苗的功效。而這一點(diǎn)，可能通過(guò)至少兩次的加強接種措施來(lái)加強免疫，可以有效克服預存免疫對疫苗的影響。
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在此，Takara愿與您“疫”路同行，并肩抗“疫”，為重組腺病毒載體疫苗研發(fā)加速。
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■ Adeno-X Adenoviral System 3
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使用強大克隆技術(shù)，省去穿梭質(zhì)粒，加快克隆速度。
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本系統基于人源5型腺病毒（Ad5）改造而成。由于腺病毒載體較大（～34 kb），克隆難度較高，目前大多數腺病毒載體系統需要借助穿梭質(zhì)粒，使用復雜的克隆程序來(lái)克服克隆困難這一問(wèn)題。Takara Adeno-X Adenoviral System 3利用強大的In-Fusion HD克隆技術(shù)，不需要借助穿梭質(zhì)粒就可以將目的基因直接克隆至腺病毒載體中，就像常規質(zhì)粒構建一樣簡(jiǎn)單快速。重要的是，將其它系統至少8天的克隆時(shí)間縮短至2-3天，同時(shí)確?？寺⌒?gt;90%。
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■ Adenovirus Titration Kits
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提供3種不同檢測方案，加速腺病毒載體滴度測定。
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· Adeno-X Rapid Titer Kit基于腺病毒六聯(lián)體衣殼蛋白質(zhì)進(jìn)行功能滴度測定。
· Adeno-X qPCR Titration Kit使用定量PCR技術(shù)快速測定腺病毒滴度（基因組檢測）。
· Adeno-X GoStix 是一種即時(shí)靈敏 (～10 min)的腺病毒滴度檢測方法。這種檢測方法也是基于腺病毒六聯(lián)體衣殼蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測的，可以快速確定轉染后是否產(chǎn)生了具有感染能力的病毒或者確認收獲病毒的理想時(shí)間。
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以下為Adeno-X GoStix操作流程示意圖。
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除了重組腺病毒載體相關(guān)產(chǎn)品之外，Takara還具備廣受關(guān)注的慢病毒、腺相關(guān)病毒以及逆轉錄病毒載體系統，為您提供更完善的病毒載體系統。
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