CAR-T细胞治疗中的病毒载体与非病毒载体

一、简介
目前使用最多的CAR-T细胞的构建方法主要包括３类：以逆转录病毒和慢病毒为代表的病毒载体、转座子系统和mRNA介导的非病毒载体以及CRISPR/Cas9基因编辑技术^[1]。不论是病毒载体还是非病毒载体，都有其各自的优势和劣势以及适合的疾病类型。我们在CAR-T细胞的制备过程中需要根据自己的需求选择最优的载体进行基因转导。

二、病毒载体
γ逆转录病毒载体和慢病毒载体是目前常用的两个逆转录病毒载体。FDA批准上市的第一款CAR-T治疗产品Kymriah使用的是慢病毒载体，而上市的第二款Yescarta（中国上市名：奕凯达）同时也是目前全世界销量最高的CAR-T治疗产品使用的为逆转录病毒。γ逆转录病毒和慢病毒同属逆转录病毒科。γ逆转录病毒和慢病毒的主要区别在于逆转录病毒只能转导分裂期的细胞，而慢病毒可以转导非分裂期的细胞（不包括处于G0期的细胞），但获得慢病毒载体的方法复杂且昂贵，因为慢病毒采用瞬时包装系统，也存在多质粒瞬时转染带来的批间差等问题^[2]。与之相反，逆转录病毒可以通过稳定的产毒细胞系产毒，这极大的降低了产品生产的时间与成本。不论是逆转录病毒还是慢病毒都有可能出现复制型病毒的潜在安全风险，因此需要对生产全过程进行严格的把控^[3]。综上所述，转录病毒载体具有高转导率和长期稳定的转基因表达，然而其可携带的转基因数量有限，且临床安全检测成本高。

三、非病毒载体
转座子由转座酶基因的DNA片段及两侧包含转座酶结合位点的反向末端重复序列（TIRs）两部分组成。在转座过程中，转座酶介导从供体载体上切除元件。随后将转座子整合到染色体位点。这一特征使转座子成为非病毒基因传递系统，它结合了病毒载体（稳定的染色体整合和持久的转基因表达）与非病毒传递系统（较低的免疫原性、增强的安全性和降低的GMP制造成本）的优点^[4]。但是，由于转座子可随机插入转基因，带来了临床安全和效率问题，天然转座子允许转导的基因重复改变基因位置，增加了质量控制难度。除此之外，多种基于RNA的载体已被优化用于T细胞转染。Joel G. Rurik等人^[5]利用LNP-mRNA的方法制备瞬时抗纤维化CAR-T细胞。由于mRNA被限制在细胞质中，不能整合基因组，本质上不稳定，并且在细胞分裂过程中被稀释，因此用修饰的mRNA靶向脂质纳米颗粒治疗可减少损伤后的纤维化并恢复心功能。

四、小结
除了以上介绍的病毒与非病毒载体外，第三代基因编辑技术CRISPR/Cas9具有操作简便、高效低廉，以及多重基因组编辑等特点。但在使用过程中存在一定的脱靶率和潜在的致癌风险。综上所述，CAR-T作为细胞治疗的新兴领域，其结构与制备方法还在不断的优化与完善中，用相对较低的成本使其快速、精准的靶向肿瘤细胞，并且具有良好的安全性，是每一个在细胞治疗领域人的共同心愿。

参考文献
[1]伍琦,王绍波.CRISPR/Cas9技术在CAR-T细胞治疗肿瘤中作用的研究进展[J].基础医学与临床,2023,43(08):1313-1316.DOI:10.16352/j.issn.1001-6325.2023.08.1313.
[2]张苹,翟建昭,刘在栓等.CAR-T细胞构建技术研究进展[J].国际检验医学杂志,2021,42(09):1125-1129.
[3]吴雪伶,赵翔,孟淑芳.CAR-T细胞治疗产品中复制型病毒的风险分析及控制[J].中国药事,2018,32(07):879-885.DOI:10.16153/j.1002-7777.2018.07.006.
[4] Irving M, Lanitis E, Migliorini D, Ivics Z, Guedan S. Choosing the Right Tool for Genetic Engineering: Clinical Lessons from Chimeric Antigen Receptor-T Cells. Hum Gene Ther. 2021 Oct;32(19-20):1044-1058. doi: 10.1089/hum.2021.173. PMID: 34662233; PMCID: PMC8697565.
[5] Rurik JG, Tombácz I, Yadegari A, Méndez Fernández PO, Shewale SV, Li L, Kimura T, Soliman OY, Papp TE, Tam YK, Mui BL, Albelda SM, Puré E, June CH, Aghajanian H, Weissman D, Parhiz H, Epstein JA. CAR T cells produced in vivo to treat cardiac injury. Science. 2022 Jan 7;375(6576):91-96. doi: 10.1126/science.abm0594. Epub 2022 Jan 6. PMID: 34990237; PMCID: PMC9983611.

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