基因治疗中的病毒与非病毒载体：现状、临床突破与未来展望

▲体内CAR疗法-全球研究与发展格局（2025）免费领取！摘要:基因治疗作为一种从根源上治疗疾病的医疗手段，已在遗传性疾病、癌症等领域取得里程碑式进展，而载体技术是其成功的核心。本文系统梳理了病毒载体（慢病毒、腺病毒、腺相关病毒等）与非病毒载体（脂质纳米颗粒、N - 乙酰半乳糖胺等）的特性、已获批临床产品及在研项目，分析了不同载体的优势与挑战，同时探讨了给药途径、免疫原性、靶向性等关键问题，为读者全面呈现基因治疗载体领域的现状与未来发展方向，助力理解这一前沿技术如何为患者带来新希望。

一、基因治疗：从概念到临床，载体是关键

基因治疗并非全新概念，它通过修改或调控人体细胞内的遗传物质，实现 “从根源治病” 的目标 —— 无论是纠正缺陷基因、引入新功能基因，还是调节基因表达，最终都是为了治疗或预防那些现有疗法效果有限的严重疾病，比如罕见遗传病、晚期癌症等。

从操作方式来看，基因治疗主要分为两种：体内（in vivo）治疗和体外（ex vivo）治疗。体内治疗是直接将治疗性基因递送到患者的目标组织或细胞中，比如往眼睛里注射载体治疗视网膜疾病；体外治疗则是先从患者体内提取细胞，在体外实验室里完成基因修饰，培养后再回输到患者体内，目前热门的 CAR-T 细胞治疗就属于这类。

而要实现基因的有效递送，就离不开 “载体” 这个 “运输工具”。载体分为病毒载体和非病毒载体两类，它们就像不同类型的 “快递车”，各有特点，但共同目标是把 “治疗基因” 准确、安全地送到目的地。早在 1975 年，病毒就被用作基因治疗载体，凭借其高效的感染能力和广泛的组织靶向性，至今仍是主流选择；非病毒载体则凭借安全性高、可携带更大基因片段等优势，近年来也逐渐崭露头角。

截至 2025 年 4 月，全球已有 35 款基于载体的基因治疗产品获批上市（14 款体外治疗、21 款体内治疗），其中 29 款依赖病毒载体，6 款为非病毒载体（见表 1）。这些药物覆盖了白血病、血友病、视网膜疾病、肌肉萎缩症等多种疾病，让曾经 “无药可医” 的患者看到了希望。

表 1 已获批上市的病毒与非病毒载体基因治疗药物（截至 2025 年 4 月）

（注：FDA = 美国食品药品监督管理局；EMA = 欧洲药品管理局；CFDA = 中国国家食品药品监督管理局（2003-2018）；NMPA = 中国国家药品监督管理局；BFAD = 菲律宾食品药品局；MHLW = 日本厚生劳动省）

选择合适的给药途径，对基因治疗效果至关重要。目前主要有两种给药方式：全身注射和局部注射。全身注射适合治疗血液疾病、肝脏疾病或进行 CAR-T 治疗，但缺点是需要高剂量载体，容易出现 “脱靶” 效应，还可能引发严重的免疫反应；局部注射则针对眼睛、内耳、大脑等相对独立的器官，比如给眼睛做视网膜下注射、给内耳做圆窗膜注射，这种方式能减少载体用量、降低免疫风险，但操作有侵入性，还可能出现载体分布不均的问题（见图 1）。

图 1 基因治疗方式总结

（左侧：基因治疗中常用的病毒与非病毒载体；右侧：其给药途径。IP = 脑实质内给药；ICV = 脑室内给药；ICM = 枕大池内给药；SR = 视网膜下注射；IVT = 玻璃体内注射；RWM = 圆窗膜途径；IT = 鞘内注射）

如今，基因治疗的应用范围不断扩大，从囊性纤维化、肌营养不良等遗传病，到神经系统疾病、眼科疾病、听力障碍，再到癌症等获得性疾病，都有相关研究（见图 2）。截至目前，全球已注册的基因治疗临床试验超过 3000 项，还有数千项处于临床前阶段，这个领域正以肉眼可见的速度发展。

图 2 病毒与非病毒基因治疗在主要人类疾病中的当前临床应用

（涵盖神经系统疾病：阿尔茨海默病、帕金森病、卡纳万病等；神经肌肉疾病：脊髓性肌萎缩症、遗传性前庭障碍等；听力障碍：遗传性耳聋；癌症：黑色素瘤、胃癌、膀胱癌等；代谢疾病：糖原贮积症、黏多糖贮积症等；血液疾病：A 型血友病、B 型血友病等）

二、病毒载体：高效递送的 “天然能手”

病毒天生就有 “感染细胞并递送遗传物质” 的能力，经过人工改造后，它们成为了基因治疗中高效的 “运输工具”。一款理想的病毒载体，需要满足 4 个条件：能携带一定大小的治疗基因、易于包装生产、无复制能力（保证安全）、在体内能高效感染目标细胞。目前临床中最常用的病毒载体有 3 类：慢病毒（LV）、腺病毒（Ad）和腺相关病毒（AAV），此外，单纯疱疹病毒（HSV）、逆转录病毒（RV）等也有应用。

选择哪种病毒载体，要根据治疗目标、靶细胞类型、基因表达时长、安全性要求等因素综合判断。比如，需要长期基因表达时，慢病毒可能更合适；需要短期高表达且不怕免疫反应时，腺病毒可以考虑；追求安全性和长期表达时，腺相关病毒是热门选择。

（一）慢病毒：能整合基因，适合长期治疗

慢病毒属于逆转录病毒科，是一种有包膜的单链 RNA 病毒，直径约 100 纳米。它的基因组里包含多个关键元件：5' 长末端重复序列（LTR）、包装信号（Ψ）、中央多嘌呤 tract / 链终止序列（cPPT/CTS）、Rev 响应元件（RRE），以及 3'LTR（含多聚腺苷酸信号）。核心蛋白基因包括 gag（编码衣壳和基质蛋白）、pol（编码逆转录酶和整合酶）、env（编码跨膜和包膜糖蛋白，决定病毒感染的细胞类型），还有 Vif、Vpr、Vpu、Nef 等辅助基因，帮助病毒进入宿主细胞或释放。

慢病毒感染细胞的过程很有特点：它先通过识别细胞表面的特定受体进入靶细胞，然后将自身 RNA 逆转录成 DNA，再把 DNA 运进细胞核，最终整合到宿主基因组中。这种 “整合” 能力让治疗基因能随着细胞分裂传递给子代细胞，实现长期稳定表达，这是它的一大优势。而且，慢病毒能感染分裂细胞和非分裂细胞，适用范围广，可携带的基因片段最大能到 9kb。

不过，早期的慢病毒载体源于人类免疫缺陷病毒 1（HIV-1），存在安全隐患。后来研发的新一代慢病毒载体，删除了 Vif、Vpr 等非必需的辅助基因，还截断了 3'LTR，构建出 “自失活” 系统，安全性大幅提升。

在临床应用上，慢病毒因为能感染非增殖或缓慢增殖的细胞，成为体外基因治疗的 “主力军”。最典型的就是 CAR-T 细胞治疗：通过慢病毒将编码嵌合抗原受体（CAR）的基因导入 T 细胞，改造后的 T 细胞就能精准识别并攻击癌细胞。此外，慢病毒还被用于修饰造血干细胞，治疗原发性免疫缺陷、血红蛋白病等。

截至 2024 年 11 月，全球已有 11 款慢病毒 - based 体外基因治疗产品获批，包括 3 款造血干细胞移植疗法和 8 款 CAR-T 疗法（见表 1）。比如，2017 年 FDA 批准的 Kymriah，是全球首个 CAR-T 疗法，用于治疗儿童 B 细胞急性淋巴细胞白血病；2019 年在欧盟获批、2022 年获 FDA 批准的 Zynteglo，通过慢病毒将 β- 珠蛋白基因导入造血干细胞，治疗 β- 地中海贫血；2020 年在欧盟获批、2024 年获 FDA 批准的 Libmeldy，针对异染性脑白质营养不良，通过改造造血干细胞发挥作用。

不过，慢病毒的 “整合” 能力也是一把 “双刃剑”—— 虽然能实现长期表达，但可能导致插入突变，增加癌症风险。比如，治疗脑肾上腺脑白质营养不良的 Skysona，就有报道称 67 名接受治疗的儿童中，6 人确诊骨髓增生异常综合征，1 人确诊急性髓系白血病。为解决这个问题，研究人员开发了 “整合酶缺陷型慢病毒载体”，目前已用于疫苗研发，未来可能为更多疾病治疗提供新选择。

（二）腺病毒：短期高表达，癌症治疗常用

腺病毒是最早被研究的基因治疗载体之一，它是无包膜的双链 DNA 病毒，直径 70-90 纳米，基因组大小 34-43kb。腺病毒的基因组包含 5 个 “早期基因”（E1A、E1B、E2、E3、E4）和 5 个 “晚期基因”（L1-L5），目前临床常用的是 Ad5 和 Ad26 血清型。

腺病毒感染细胞的过程是：先识别细胞表面受体，通过内吞作用进入细胞，然后释放基因组 DNA，运进细胞核。但它的 DNA 不会整合到宿主基因组，而是以 “游离体” 形式存在，因此基因表达是短期的，适合需要快速起效但不需要长期表达的场景。

为了满足不同治疗需求，腺病毒载体已发展到第三代：第一代删除 E1 和 E3 区，可携带 7.5kb 外源基因；第二代进一步删除 E4 区，免疫原性降低；第三代删除所有病毒基因，能携带超过 30kb 的基因片段，容量大幅提升。腺病毒的优势很明显：能在单个细胞内递送多个基因组拷贝，实现高表达；可感染分裂和非分裂细胞；但缺点是免疫原性强，容易引发机体免疫反应，影响基因递送效果。

这种强免疫原性在不同场景下有不同影响：用于普通基因治疗时，免疫反应会限制基因表达时长，还可能导致不良反应；但用于溶瘤病毒治疗时，强免疫反应反而能激活抗肿瘤免疫，帮助清除癌细胞。比如，2003 年获批的 Gendicine（今又生），是全球首个商业化基因治疗药物，通过腺病毒携带 p53 基因，治疗头颈部癌症；2005 年获批的 Oncorine（安柯瑞），也是一款溶瘤腺病毒，用于头颈部癌症和鼻咽癌。不过，部分腺病毒药物效果未达预期，比如 Oncorine 因为删除了 E1B-55K 基因，导致病毒在肿瘤细胞内的复制能力下降，影响疗效。

目前，腺病毒载体的临床研究主要集中在疫苗（比如新冠疫苗，如俄罗斯的 “卫星 V”）和癌症治疗（见表 2）。比如，Renova Therapeutics 正在开展用 Ad5.hAC6 治疗心力衰竭的 III 期试验，华中科技大学在研究 ADV-Tk 治疗肝细胞癌，这些研究都在探索腺病毒的更多可能性。

表2：使用病毒和非病毒载体的正在进行的3期临床试验的选择

（三）腺相关病毒：安全且长效，遗传病治疗首选

腺相关病毒（AAV）最早是 1965 年在腺病毒样本中发现的 “污染物”，它属于细小病毒科，无包膜，单链 DNA 基因组大小仅 4.7kb，病毒颗粒直径约 20 纳米，是目前已知安全性最高的病毒载体之一。

AAV 的基因组结构很简单：两个关键基因（rep 和 cap），两侧是 145 个核苷酸的反向末端重复序列（ITRs）。rep 基因编码的 Rep40、Rep52 等蛋白负责病毒复制和包装；cap 基因编码的 VP1、VP2、VP3 是衣壳蛋白，还有帮助衣壳组装的 AAP 蛋白和促进病毒释放的 MAAP 蛋白。改造后的重组 AAV（rAAV）会删除 rep 和 cap 基因，只保留 ITRs，然后插入治疗基因和启动子，可携带的基因片段最大约 4.7kb。

AAV 有几个独特优势：一是安全性高，它本身不致病，需要依赖腺病毒等辅助病毒才能复制，且很少整合到宿主基因组（即使整合，位点也相对固定，突变风险低），通常以游离体形式存在于细胞内，能实现长期表达；二是免疫原性低，相比腺病毒，引发的免疫反应更温和；三是血清型多，已发现 13 种天然血清型，不同血清型对不同组织的靶向性不同，比如 AAV2 适合视网膜，AAV9 适合神经系统，AAV8 适合肝脏，方便根据治疗需求选择。

这些优势让 AAV 成为遗传病基因治疗的 “首选载体”，目前全球已有 8 款 AAV-based 药物获批（见表 1）。比如，2012 年 EMA 批准的 Glybera，是首个 AAV 药物，用于治疗脂蛋白脂肪酶缺乏症，但因疗效有限、给药复杂，2017 年退市，不过它为 AAV 药物研发奠定了基础；2017 年 FDA 和 EMA 批准的 Luxturna，基于 AAV2，治疗莱伯先天性黑矇症，临床试验显示患者视力改善效果可持续 4 年；2019 年获批的 Zolgensma，基于 AAV9，治疗 1 型脊髓性肌萎缩症（SMA）—— 这是导致婴儿死亡的最常见单基因病，Zolgensma 的出现让很多患病婴儿得以存活；2022 年获批的 Hemgenix（AAV5）和 Roctavian（AAV5），分别治疗 B 型和 A 型血友病；2023 年获批的 Elevidys（AAVrh74），是首个治疗杜氏肌营养不良症（DMD）的单次给药基因疗法；2024 年 FDA 批准的 Beqvez（AAVrh74），用于治疗成人中重度 B 型血友病；2025 年中国 NMPA 批准的 BBM-H901（基于自主研发的 AAV843 衣壳），是中国首个 AAV 基因治疗药物，治疗 B 型血友病。

AAV 的应用场景还在不断拓展，目前全球有超过 200 项 AAV 相关临床试验，涉及眼科疾病、听力障碍、神经系统疾病、心血管疾病等。比如，针对遗传性耳聋的 AAV 疗法取得了重大突破：2022 年开展的首个双 AAV 递送 OTOF 基因的临床试验，成功恢复了 DFNB9 型耳聋患者（由 OTOF 基因突变引起）的听力，无论是单侧还是双侧注射都有效，《柳叶刀》评论称这是 “遗传性耳聋治疗的范式转变”。

不过，AAV 也有局限性：一是基因容量小，4.7kb 的上限难以携带大型基因（如杜氏肌营养不良症的 dystrophin 基因）；二是免疫原性问题，虽然比腺病毒低，但高剂量使用仍可能引发肝毒性、补体激活等不良反应，且患者体内若存在预存中和抗体，会降低载体感染效率；三是生产难度大，大规模制备高纯度 AAV 的成本较高。

为解决基因容量问题，研究人员开发了 “双 AAV 或多 AAV 载体系统”，通过重叠、RNA 反式剪接、拆分内含肽等设计，将大型基因拆分成两部分，分别用两个 AAV 载体递送，进入细胞后再组装成完整基因（见图 3）。针对免疫原性问题，目前已有一些解决方案：比如通过血浆置换清除体内预存抗体，用 IgG 切割内肽酶降低血清中的 IgG 水平，或研发新的低免疫原性衣壳；此外，使用组织特异性启动子，避免载体在免疫细胞中表达，也能减少免疫反应。

图 3 双 AAV 或多 AAV 载体系统

（双 AAV 载体系统用于将大型转基因递送到不同组织，主要有三种拆分策略：重叠策略、反式剪接策略、杂交（AP 和 AK）拆分策略）

（四）其他病毒载体：各有特色，补充应用

除了上述三种主流病毒载体，逆转录病毒（RV）、单纯疱疹病毒（HSV）、水疱性口炎病毒（VSV）等也在基因治疗中发挥作用，它们凭借独特特性，填补了主流载体的应用空白。

比如，逆转录病毒（RV）是最早用于基因治疗的载体之一，能整合到宿主基因组，实现长期表达，但只能感染分裂细胞。目前已有 4 款 RV-based 药物获批，比如 2006 年菲律宾批准的 Rexin-G，用于治疗晚期化疗耐药实体瘤；2016 年 EMA 批准的 Strimvelis，治疗腺苷脱氨酶缺乏症（ADA-SCID）；还有两款 CAR-T 疗法 Yescarta 和 Tecartus，用于淋巴瘤治疗。

单纯疱疹病毒（HSV）基因组大（约 150kb），能携带大型基因，且对神经系统有天然靶向性，适合治疗神经系统疾病。目前已有 3 款 HSV-based 药物获批：2015 年 FDA 和 EMA 批准的 Imlygic，是首个溶瘤病毒疗法，用于黑色素瘤；2023 年 FDA 批准的 Vyjuvek，治疗营养不良性大疱性表皮松解症；2021 年日本批准的 Delytact，用于恶性胶质瘤。

此外，水疱性口炎病毒（VSV）有天然的溶瘤能力，适合治疗肝癌和晚期实体瘤；改良痘苗病毒 Ankara（MVA）能靶向抗原提呈细胞，常用于疫苗研发。这些载体虽然应用不如 LV、Ad、AAV 广泛，但在特定疾病治疗中展现出不可替代的价值。

（五）病毒载体的挑战与未来

尽管病毒载体在基因治疗中取得了显著成功，但仍面临不少挑战：

第一是靶向递送效率。不同组织的生理结构不同，比如大脑有血脑屏障，内耳有耳蜗屏障，如何让载体突破这些屏障，精准到达靶细胞，是提升疗效的关键。比如，全身注射 AAV 时，大部分载体可能被肝脏摄取，而到达大脑的量很少，需要通过局部注射（如脑室内注射）或改造载体衣壳来提高靶向性。

第二是免疫原性。无论是腺病毒的强免疫反应，还是 AAV 高剂量使用时的肝毒性，都可能影响治疗安全性和有效性。未来需要研发更安全的载体（如低免疫原性衣壳），或优化给药方案（如联合免疫抑制剂），减少免疫反应。

第三是长期安全性。慢病毒的插入突变风险、AAV 的长期游离体表达是否会引发其他不良反应，仍需要长期随访观察。比如，Skysona 引发的血液癌症，提示我们需要更深入研究载体与宿主基因组的相互作用，降低潜在风险。

未来，病毒载体的发展方向会集中在：改造载体结构（如优化衣壳、增强靶向性）、开发新型载体（如杂合载体，结合不同载体的优势）、联合基因编辑技术（如 CRISPR/Cas9，实现精准基因修复），让病毒载体更安全、更高效、更广泛地应用于疾病治疗。

三、非病毒载体：安全且灵活的 “后起之秀”

虽然病毒载体效率高，但存在免疫原性、基因容量有限、潜在致癌风险等问题。而非病毒载体通过化学合成或物理方法制备，没有这些缺点，成为基因治疗领域的 “后起之秀”。目前临床中常用的非病毒载体主要有两类：脂质纳米颗粒（LNP）和N - 乙酰半乳糖胺（GalNAc），此外，聚合物纳米颗粒、外泌体等新型非病毒载体也在研发中。

非病毒载体的优势很突出：一是安全性高，不会复制或感染细胞，无基因组整合风险，免疫原性低；二是基因容量大，可携带比病毒载体更大的基因片段，甚至能递送 CRISPR/Cas9 等基因编辑工具；三是易于生产，制备工艺相对简单，成本较低，适合大规模生产；四是灵活性强，可通过化学修饰调整载体性质，优化靶向性和递送效率。

不过，非病毒载体也有明显缺点：转染效率低—— 它们不像病毒那样有天然的感染机制，需要依靠内吞作用进入细胞，还可能被溶酶体降解，难以有效进入细胞核；靶向性差—— 目前大部分非病毒载体主要被肝脏摄取，难以到达其他组织器官，限制了应用范围。

（一）脂质纳米颗粒（LNP）：mRNA 疫苗的 “功臣”，基因编辑的 “新工具”

脂质纳米颗粒（LNP）是目前研究最成熟、应用最广泛的非病毒载体之一，它由四种核心成分组成：阳离子或可电离脂质、辅助脂质、聚乙二醇（PEG）- 脂质、胆固醇。这些成分共同决定了 LNP 的递送效率、稳定性和安全性 —— 比如，可电离脂质在酸性环境（如内吞体）中带正电，能与带负电的核酸结合，帮助核酸逃离内吞体；胆固醇能增强 LNP 的结构稳定性；PEG - 脂质能减少 LNP 与血液成分的相互作用，延长循环时间。

LNP 的突破应用是在 mRNA 疫苗领域（如新冠 mRNA 疫苗），但在基因治疗中也表现出色，尤其适合递送小干扰 RNA（siRNA）、mRNA 和 CRISPR/Cas9 等核酸药物。2018 年，FDA 批准的 Onpattro（patisiran），是全球首个 LNP-based 基因治疗药物，用于治疗遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性（hATTR）。Onpattro 通过 LNP 将 siRNA 递送到肝脏，沉默转甲状腺素蛋白（TTR）基因，减少异常 TTR 蛋白的产生，缓解疾病症状。

除了 siRNA，LNP 还被用于递送 CRISPR/Cas9。比如，Intellia Therapeutics 开发的 NTLA-2002，通过 LNP 将靶向 KLKB1 基因的 CRISPR/Cas9 mRNA 递送到肝脏，治疗遗传性血管水肿（HAE）。2024 年公布的 I/II 期临床试验结果显示，NTLA-2002 能有效降低患者体内的缓激肽水平，且未出现严重不良反应，展现出良好的安全性和有效性。

目前，LNP 的临床研究主要集中在肝脏疾病、遗传性疾病和感染性疾病（见表 2）。比如，Everest Medicines 正在开展 PTX-COVID19-B（LNP-based 新冠疫苗）的 III 期试验；阿尔尼拉姆的 patisiran 也在进行治疗 hATTR 心肌病的 III 期试验。不过，LNP 仍有改进空间：一是稳定性差——LNP 在储存和运输过程中容易聚集或降解，需要低温保存，限制了临床应用；二是细胞毒性—— 阳离子脂质可能对细胞产生毒性，高剂量或重复给药时风险更高；三是靶向性有限—— 目前 LNP 主要通过被动靶向（如增强渗透滞留效应，EPR）到达肝脏或肿瘤组织，主动靶向其他组织的能力不足。

未来，LNP 的发展方向会集中在：开发新型脂质成分（如低毒性、高稳定性的可电离脂质）、优化制备工艺（如提高 LNP 的均一性和稳定性）、增强靶向性（如通过配体修饰靶向特定细胞表面受体），让 LNP 能更高效、更安全地递送各种核酸药物。

（二）N - 乙酰半乳糖胺（GalNAc）：肝脏靶向的 “专家”，小核酸药物的 “好搭档”

N - 乙酰半乳糖胺（GalNAc）是一种天然存在的碳水化合物，它能特异性结合肝脏细胞表面的去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）—— 这种受体在肝细胞表面高表达，且具有介导内吞作用的功能。基于这一特性，GalNAc 被开发成靶向肝脏的非病毒载体，主要用于递送反义寡核苷酸（ASO）和 siRNA。

GalNAc 的递送机制很明确：将 GalNAc 与 siRNA 或 ASO 通过化学方法偶联，形成 GalNAc - 核酸缀合物。当这种缀合物进入血液后，GalNAc 会与肝细胞表面的 ASGPR 结合，通过内吞作用进入细胞，然后释放核酸药物，发挥基因沉默作用。这种递送方式的优势是：靶向性强—— 能精准富集到肝脏，减少对其他组织的影响；给药方便—— 可通过皮下注射给药，患者依从性高；稳定性好——GalNAc 修饰能保护核酸药物不被核酸酶降解，延长半衰期。

目前，全球已有 5 款 GalNAc-based 基因治疗药物获批（见表 1），全部用于治疗肝脏相关疾病：2019 年 FDA 批准的 Givlaari（givosiran），通过沉默 ALAS1 基因，治疗急性肝卟啉症（AHP）；2020 年获批的 Oxlumo（lumasiran），靶向 HAO1 基因，治疗 1 型原发性高草酸尿症（PH1）；2020 年获批的 Leqvio（inclisiran），沉默 PCSK9 基因，降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C），治疗高胆固醇血症；2022 年获批的 Amvuttra（vutrisiran），沉默 TTR 基因，治疗 hATTR；2023 年获批的 Rivfloza（nedosiran），靶向 AGXT 基因，治疗 PH1。

这些药物的临床效果都很显著：比如，lumasiran 能使 PH1 患者的尿草酸水平降低 70% 以上，减少肾结石和肾衰竭的风险；inclisiran 只需每 6 个月注射一次，就能持续降低 LDL-C，比传统降脂药更方便。不过，GalNAc 载体也有局限性：一是组织靶向单一—— 只能靶向表达 ASGPR 的肝细胞，无法用于其他组织疾病的治疗；二是受体饱和问题—— 长期或重复给药可能导致 ASGPR 饱和，降低递送效率；三是无法递送大型核酸——GalNAc 主要适合递送 siRNA 和 ASO 等小分子核酸，难以携带 mRNA 或 CRISPR/Cas9 等大型核酸药物。

未来，GalNAc 的研究方向会集中在：拓展靶向范围（如通过修饰 GalNAc 结构，靶向其他组织的受体）、优化缀合方式（如提高核酸药物的释放效率）、联合其他技术（如与 LNP 结合，实现 “双靶向”），让 GalNAc 能用于更多疾病的治疗。

（三）新型非病毒载体：外泌体、聚合物纳米颗粒的 “潜力”

除了 LNP 和 GalNAc，还有很多新型非病毒载体在研发中，它们凭借独特的特性，有望解决现有非病毒载体的不足，成为基因治疗的 “新力量”。

外泌体是细胞分泌的天然纳米囊泡（直径 30-150 纳米），具有良好的生物相容性和低免疫原性，还能穿透血脑屏障等生理屏障，是理想的 “天然递送载体”。外泌体可通过工程改造，在表面修饰靶向配体（如肽、抗体），实现对特定组织的靶向递送；内部可装载 siRNA、mRNA、基因编辑工具等。目前，外泌体在基因治疗中的研究主要集中在神经系统疾病、癌症和肝脏疾病 —— 比如，有研究用外泌体递送 siRNA 到大脑，治疗阿尔茨海默病；用外泌体递送 CRISPR/Cas9 到肿瘤细胞，实现精准抗癌。不过，外泌体的制备成本高、产量低，难以大规模生产，这是限制其临床应用的主要瓶颈。

聚合物纳米颗粒由合成聚合物（如聚乙二醇、聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物）或天然聚合物（如壳聚糖、明胶）制备而成，具有良好的生物相容性和可降解性，基因容量大，可通过化学修饰调整靶向性和降解速率。比如，聚乙二醇修饰的聚合物纳米颗粒能延长循环时间；壳聚糖修饰的纳米颗粒能增强与细胞的相互作用，提高转染效率。目前，聚合物纳米颗粒已用于递送 siRNA、DNA 和基因编辑工具，在癌症、遗传性疾病等领域的临床试验中展现出潜力，但转染效率仍需进一步提高。

无机纳米颗粒（如金纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒）也受到关注，它们的物理化学性质稳定，可通过调整尺寸、形状和表面电荷优化递送效率；还能通过光热效应、光动力效应等辅助治疗，比如金纳米颗粒在近红外光照射下产生热量，杀死肿瘤细胞，同时递送基因药物，实现 “协同治疗”。不过，无机纳米颗粒的生物安全性（如长期蓄积毒性）仍需深入研究。

（四）非病毒载体的挑战与未来

尽管非病毒载体发展迅速，但要实现广泛临床应用，仍需解决以下挑战：

第一是转染效率低。非病毒载体进入细胞后，需要克服内吞体逃逸、核酸释放、细胞核进入等多个障碍，每个环节都会导致核酸药物的损失。比如，大部分 LNP 进入细胞后会被溶酶体降解，只有少数能成功释放核酸。未来需要通过载体设计（如优化内吞体逃逸机制）、联合辅助试剂（如溶酶体抑制剂），提高转染效率。

第二是靶向性差。目前非病毒载体主要靶向肝脏，其他组织（如大脑、肌肉、肺部）的靶向递送仍很困难。解决这一问题的关键是开发 “主动靶向” 策略 —— 比如，在载体表面修饰靶向配体（如抗体、肽、糖类），特异性结合靶细胞表面的受体；或利用物理方法（如超声、磁场）引导载体到达特定组织。

第三是稳定性和安全性。LNP 等载体在储存和运输过程中容易降解，需要优化制剂配方（如冻干技术）提高稳定性；部分载体（如阳离子脂质、聚合物）存在细胞毒性，需要开发低毒性的新型材料，或通过化学修饰降低毒性。

第四是递送基因编辑工具的挑战。CRISPR/Cas9 等基因编辑工具由 Cas 蛋白和向导 RNA（gRNA）组成，分子量大且结构复杂，非病毒载体难以有效递送，且容易引发脱靶效应和免疫反应。未来需要设计更高效的载体（如可同时递送 Cas 蛋白和 gRNA 的 LNP），或优化基因编辑工具（如缩短 gRNA 长度、使用 Cas9 变体），提高递送效率和特异性。

未来，非病毒载体的发展会朝着 “高效化、靶向化、多功能化” 方向前进：通过材料创新和结构优化，提高转染效率；通过主动靶向策略，实现对多组织的精准递送；通过整合成像、治疗、监测等功能，开发 “智能载体”，实现个性化基因治疗。随着技术的进步，非病毒载体有望在基因治疗中与病毒载体 “互补共存”，为更多疾病提供安全、有效的治疗方案。

四、基因治疗载体的未来：挑战与希望并存

基因治疗经过几十年的发展，已从实验室走向临床，为无数患者带来了希望，而载体技术是这一切的核心。无论是病毒载体的高效递送，还是非病毒载体的安全灵活，都在不断突破疾病治疗的边界。但同时，我们也必须正视当前面临的挑战：

从免疫原性来看，病毒载体（如腺病毒、AAV）引发的免疫反应仍是安全隐患，而非病毒载体虽然免疫原性低，但也可能因载体材料引发炎症反应。未来需要更深入研究载体与免疫系统的相互作用，开发低免疫原性载体，或通过免疫调节策略（如联合免疫抑制剂、使用组织特异性启动子）减少免疫反应。

从靶向性来看，无论是病毒载体还是非病毒载体，都难以实现对所有组织的精准递送 —— 比如，大脑、内耳等器官因生理屏障难以到达，而肝脏、脾脏等器官又容易 “非特异性摄取” 载体。解决这一问题需要多学科合作，结合分子生物学（如载体衣壳改造）、材料科学（如靶向配体修饰）、物理学（如物理引导技术），开发 “精准递送系统”。

从长期安全性来看，病毒载体的基因组整合风险（如慢病毒的插入突变）、非病毒载体的长期蓄积毒性，都需要长期随访观察。比如，Skysona 引发的血液癌症、AAV 高剂量使用导致的肝毒性，提示我们需要建立更严格的长期监测体系，评估载体的长期安全性。

从成本与可及性来看，目前基因治疗药物价格高昂（如 Zolgensma 单次治疗费用超过 200 万美元），主要原因是病毒载体（尤其是 AAV）的生产工艺复杂、成本高。未来需要优化生产工艺（如开发悬浮培养、连续生产技术），降低生产成本；同时，通过政策支持（如医保报销、集中采购），提高药物可及性，让更多患者受益。

尽管挑战重重，但基因治疗载体技术的未来充满希望。随着基因编辑技术（如 CRISPR/Cas9）、合成生物学、材料科学的发展，我们有望开发出更安全、更高效、更灵活的载体系统 —— 比如，能实现 “时空可控表达” 的智能载体（如响应特定信号后才释放基因药物）、能同时递送多种核酸药物的 “组合载体”、能跨越多个生理屏障的 “穿透性载体”。

基因治疗的终极目标是 “治愈疾病”，而载体技术是实现这一目标的关键一步。从首个病毒载体的应用，到首个非病毒载体药物的获批，再到双 AAV 治疗耳聋、LNP 递送 CRISPR 的突破，每一个进步都在推动基因治疗向更广阔的领域迈进。相信在不久的将来，随着载体技术的不断成熟，基因治疗将成为治疗遗传病、癌症、传染病等多种疾病的常规手段，为人类健康带来更大的福祉。

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