腺病毒（Adenovirus）是一种线性双链DNA无包膜病毒，对分裂期细胞和非分裂期细胞均具有感染能力，且具有嗜上皮细胞性。重组腺病毒载体是以腺病毒为基础发展起来的工具病毒载体，具有宿主范围广，免疫原性强，基因容量大，不与基因组整合，瞬时表达等特点。重组腺病毒（AdV）是人血清5型腺病毒（Ad5），一种复制缺陷的腺病毒载体系统，在基因治疗、基础生命科学研究等领域被广泛应用。腺病毒缺失了早期表达基因序列E1和E3区。E1是腺病毒复制所必须的，E1的缺失使其不能自身复制，只能依靠包装细胞如293A细胞提供的反式互补进行复制扩增，以此保证腺病毒的安全性。
腺病毒呈无囊膜的球形结构,其病毒粒子在感染的细胞核内常呈晶格状排列,每个病毒颗粒包含一个36 kb的线性双链DNA,两端各有一个100~600 bp的反向末端重复序列(inverted terminal repeat, ITR), ITR的内侧为病毒包装信号,是病毒包装所需要的顺式作用元件。基因组包含早期表达的与腺病毒复制相关的E1~E4基因和晚期表达的与腺病毒颗粒组装相关的L1~L5基因。线状双股DNA与核心蛋白形成直径为60~65 nm的髓芯,被包裹于衣壳内。衣壳呈二十面体对称,由252个直径8~10nm的壳粒组成,壳粒排列在三角形的面上,每边6个,其中240个为六邻体(非顶点壳粒) ,另12个为五邻体基底(顶点壳粒)。每个六邻体是六邻体蛋白的同源三聚体,三聚体的六邻体分子有一个三角形的塔尖和五面体的基底,塔区由4个环构成即loop1、loop2、loop3、loop4,基底包含两个区域P1、P2区。六邻体上的表位(epitope)是诊断不同血清型的标准,它包括哺乳动物腺病毒属的抗原成分,是病毒体对免疫选择压力最敏感的部位。每个五邻体基底上结合着1根(哺乳动物腺病毒)或2根(禽腺病毒)纤维突起,这些纤维以五邻体蛋白为基底由衣壳面伸出,纤维顶端形成头节区,纤突有血清特异性,且含有负责体外血细胞凝集的种属特异性抗原决定位点。
腺病毒的基因组以线性的双链DNA形式存在，由蛋白VII和一种称为mu的小蛋白紧密地环绕在其周围，起到类组蛋白样的作用。另一种蛋白V将这种DNA-蛋白复合物连接起来，并通过蛋白VI与病毒衣壳连接在一起。在两条链的5′端各以共价键结合着一个被称为DNA末端蛋白（pTP）复合物（DNA-TPC）的特化的结构，与腺病毒复制密切相关。腺病毒基因组的两端各有一段100bp的反向末端重复序列（ITR），是复制的起始位点。在左端ITR的3′侧有一段长约300bp的包装信号（ψ）介导腺病毒基因组包装入病毒衣壳。对腺病毒而言，只有包括两端的ITR和包装信号（ψ）的约0.5kb的序列是顺式作用元件，也就是说必须由腺病毒载体自身携带。
分类
自上个世纪50年代发现并成功分离腺病毒以来，已陆续发现了100余个血清型，其中人腺病毒有52种，分为A、B、C、D、E、F、G七个亚群（subgroup）。
A：12，18，31
B：3(B1)，7，11(B2)，14(常造成致死性腺病毒感染)，16，21，34，35，50，55
C：1，2，5，6，57
D：8，9，10，13，15，17，19，20，22，23，24，25，26，27，28，29，30，32，33，36，37，38，39，42，43，44，45，46，47，48，49，51，53，54，56
E：4
F：40，41
G：52
相关疾病
呼吸道疾病(主要是B型与C型)
结膜炎(B型与D型)
肠胃炎(F型与G型)
肥胖和脂肪增生(A型：31，C型：5，D型：9，36，37)
当不限制为人腺病毒感染时，腺病毒可以分为五类：哺乳动物腺病毒（Mastadenovirus），禽腺病毒（Aviadenovirus），阿塔腺病毒（Atadenovirus），猴腺病毒（Siadenovirus）和鱼腺病毒（Ichtadenovirus）。
结构
腺病毒结构
腺病毒是最大的无包膜病毒。 它们能够通过内体运输（不需要包膜融合）。 病毒体还具有与衣壳的每个五聚体碱基相关的独特“尖峰”或纤维，这有助于通过宿主细胞表面上的受体附着至宿主细胞。
2010年，科学家宣布他们已经在原子水平上解决了人类腺病毒的结构，成为有史以来最大的高分辨率模型。 该病毒由大约一百万个氨基酸残基组成，重约150 MDa
基因组
腺病毒DNA
腺病毒基因组是线性的，非分段的双链（ds）DNA，介于26和48 Kbp之间。 从理论上讲，这可使病毒携带22至40个基因。 尽管它的基因组比其他的常见病毒大得多，但它仍然是一种非常简单的病毒，在生存和复制过程中严重依赖宿主细胞。 该病毒基因组的一个有趣特征是它具有一个与线性dsDNA的5'末端相关的55 kDa末端蛋白。 这些被用作病毒复制中的引物，并确保病毒线性基因组的末端被充分复制，并且比人的端粒酶更加可靠。
复制过程
腺病毒DNA复制
腺病毒具有线性dsDNA基因组，并能够使用宿主的复制机制在脊椎动物细胞核中复制。
腺病毒进入宿主细胞涉及病毒与宿主细胞之间的两组相互作用。大多数动作发生在顶点。进入宿主细胞的过程是通过纤维蛋白与细胞受体结合的结域开始的。当前建立的两个受体是：人腺病毒B型的CD46和所有其他血清型的柯萨奇病毒-腺病毒受体（CXADR）。有报道表明MHC分子和唾液酸残基也以这种能力起作用。其次是二次相互作用，其中戊烯基础蛋白中的基序与整联蛋白分子相互作用。共受体相互作用刺激了腺病毒的进入。该共受体分子是αv整联蛋白。与αv整联蛋白的结合导致通过网格蛋白包被的凹坑使病毒颗粒内吞。与αv整联蛋白的结合刺激细胞信号传导，从而诱导肌动蛋白聚合，导致病毒体进入内体中的宿主细胞。
一旦病毒成功进入宿主细胞，内体就会酸化，通过使衣壳成分解散来改变病毒拓扑。 衣壳不稳定，蛋白VI从衣壳中释放出来。这些变化以及戊烯的毒性性质破坏了内体，导致病毒体进入细胞质。 借助于细胞微管，病毒被转运到核孔复合体，从而腺病毒颗粒分解。 病毒DNA随后被释放，可以通过核孔进入核内。此后，DNA与组蛋白分子缔合。 因此，可以发生病毒基因表达并且可以产生新的病毒颗粒。
腺病毒的生命周期通过DNA复制过程分为两个阶段：早期和晚期。 在两个阶段中，都会生成一个原始转录本，该原始转录本被剪合成与宿主核糖体相容的单顺反子mRNA，从而使产物得以翻译。
早期基因负责表达主要是非结构性调节蛋白。 这些蛋白质的目标是三方面的：改变DNA合成所必需的宿主蛋白质的表达； 激活其他病毒基因（例如病毒编码的DNA聚合酶）； 并避免宿主免疫防御（凋亡的阻断，干扰素活性的阻断以及MHC I类易位和表达的阻断）引起感染细胞过早死亡。
在特殊条件下，某些腺病毒可以利用其早期基因产物转化细胞。 已发现E1A（与视网膜母细胞瘤结合的肿瘤抑制蛋白）可以使永生的原代细胞永生化，从而允许E1B（与p53肿瘤抑制因子结合）辅助并稳定地转化细胞。 最终，它们彼此依赖以成功转化宿主细胞并形成肿瘤。腺病毒对啮齿类动物有致癌能力，或能转化体外培养的啮齿类动物细胞。使细胞转化只需要腺病毒基因组的一部分，这些基因位于基因组的左端，约占整个基因组的7%～10%。尽管腺病毒分布很广，但对人体不出现致癌性。人体细胞是一类允许细胞，即这类细胞允许感染入侵的病毒在细胞内复制增殖，最后细胞裂解死亡而释放出大量子代病毒。在体外培养的多种人体肿瘤细胞中均未查出腺病毒颗粒，但在人的1号染色体上有人腺病毒12型的整合位点，这意味着人体细胞对于腺病毒也可能是非允许细胞，即这类细胞在病毒感染后，病毒不能在细胞内复制增殖，但可整合在受感染细胞的基因组内。这些细胞被病毒转化，表型发生改变，且可在体外无限期地培养传代。
DNA复制将早期和晚期分开。 一旦早期基因释放出足够的病毒蛋白，复制机制和复制底物，腺病毒基因组就会复制。 共价结合到腺病毒基因组5'末端的末端蛋白充当复制的引物。 然后，与用于哺乳动物DNA复制的常规冈崎片段相反，病毒DNA聚合酶利用链置换机制复制基因组。
腺病毒生命周期的后期专注于产生足够数量的结构蛋白，以包装由DNA复制产生的所有遗传物质。 成功复制病毒成分后，由于病毒诱导的细胞裂解，病毒被组装到其蛋白质壳中并从细胞中释放出来。
多重激活
腺病毒能够多重激活（MR）。 MR是一个过程，通过该过程，两个或多个包含致命损伤的病毒基因组在受感染的细胞内相互作用，形成了可行的病毒基因组。 在用紫外线照射病毒颗粒并使其多次感染宿主细胞后，证明这种MR可用于人腺病毒12型。在一篇综述中，描述了许多在不同病毒中的MR实例，并且表明MR是性相互作用的一种常见形式，它提供了重组修复基因组损伤的生存优势。
传播途径
腺病毒对化学或物理试剂以及不利的pH条件异常稳定，从而可以在体内和水中长期存活。 腺病毒主要通过呼吸道飞沫传播，但是它们也可以通过粪便途径传播。 对腺病毒传播的分子机制的研究提供了经验证据，支持以下假设：柯萨奇病毒-腺病毒受体（CXADR）可以将腺病毒运输到某些幼稚/祖细胞类型。
腺病毒感染
腺病毒是很常见的人类感染，估计占所有呼吸道感染的2％至5％。 通常为轻度呼吸道，胃肠道和眼部感染。感染了腺病毒的人类表现出广泛的反应，从无症状到腺病毒14型典型的严重感染都有可能发生。
大多数腺病毒感染会导致上呼吸道感染。 腺病毒感染通常表现为结膜炎，扁桃体炎（可能看起来与链球菌性喉炎完全相似，只有通过咽喉培养才能与链球菌区别开来），耳部感染或腮腺炎。 人腺病毒40型和41型也可引起肠胃炎。结膜炎和扁桃体炎的合并症在腺病毒感染中尤为常见。 一些孩子（尤其是小孩子）会发展成腺病毒细支气管炎或肺炎，两者都可能很严重。 在婴儿中，腺病毒也可能导致咳嗽发作，看起来就像百日咳一样。 腺病毒也可引起病毒性脑膜炎或脑炎。 腺病毒很少会引起出血性膀胱炎（膀胱发炎，一种尿路感染，尿中带有血液）。
大多数人会自己从腺病毒感染中恢复过来，但是免疫缺陷患者有时会死于腺病毒感染，而且，甚至以前健康的人也有极小的概率会死于这些感染。这可能是因为有时腺病毒感染会导致心脏疾病。 例如，在一项研究中，扩张型心肌病患者的一些心脏样本显示人腺病毒8型呈阳性。
腺病毒通常通过痰液传播，但也可以通过与感染者接触或通过毛巾和水龙头把手等物体上残留的病毒颗粒传播。 一些患有腺病毒胃肠炎的人在克服症状后可能会在几个月后将其病毒排泄在大便中。 该病毒可通过泳池中没有足够氯的水传播。 与其他许多疾病一样，正确的洗手是抑制腺病毒从一个人扩散到另一个人的一种方法。 加热和漂白会杀死物体上的腺病毒。
诊断
诊断的方法来自症状和病史。 仅在非常严重的情况下才需要进行测试。 测试包括血液测试，眼睛，鼻子或喉咙拭子，粪便样本测试和胸部X光检查。在实验室中，可以通过抗原检测，聚合酶链反应（PCR），病毒分离和血清学鉴定腺病毒。 即使发现存在腺病毒，也可能不是任何症状的原因。 一些免疫力低下的个体可以携带病毒数周，并且没有任何症状。
治疗
没有有效的抗病毒药物可以治疗腺病毒感染，因此治疗主要针对症状（例如对乙酰氨基酚引起的发烧）。 抗病毒药西多福韦已帮助某些患有严重疾病的患者； 来源中未提供帮助的数字，以及在何种程度上有所帮助，以及所帮助的特定并发症或症状，以及何时何地发生。在等待细菌培养结果的同时，医生可以给结膜炎用抗生素眼药水，以帮助预防继发性细菌感染。 当前，只有美国军方可购买4型和7型疫苗，没有向公众提供的腺病毒疫苗。
转基因治疗？
腺病毒长期以来一直是基因治疗中流行的病毒载体，因为它们能够影响复制细胞和非复制细胞，能够容纳大型转基因，并且能够编码蛋白质而不会整合到宿主细胞基因组中。更具体地说，它们被用作重组DNA或蛋白质形式的靶向治疗的载体。已经发现这种疗法在治疗单基因疾病（例如，囊性纤维化，X连锁重症联合免疫缺陷，α1-抗胰蛋白酶缺乏症）和癌症方面特别有用。在中国，溶瘤腺病毒已被批准用于治疗癌症。纤维蛋白的特定修饰被用于将腺病毒靶向某些细胞类型； 做出了巨大的努力来限制肝毒性并防止多器官衰竭。腺病毒可以作为向人髓样树突细胞（MDC）提供外源抗原的有效传递平台，并且可以被MDC有效地呈递给M1特异性CD8 + T淋巴细胞。
腺病毒已用于递送CRISPR / Cas9基因编辑系统，但对病毒感染的高免疫反应性给患者使用带来了挑战。 腺伴随病毒（AAV）的使用显示出克服免疫原性的希望，尽管其有效载荷容量较小。
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