将外源基因稳定导入人造血干细胞类型细胞，是造血发育机制研究、血液学基础研究与细胞工程化改造的共同前提。慢病毒载体（lentiviral vector, LV）可感染分裂期与非分裂期细胞，并能将外源基因整合至宿主基因组实现稳定表达，是向造血干细胞递送基因的主要工具。但人造血干细胞类型细胞——尤其是悬浮生长的髓系细胞与原代造血细胞——长期被列为慢病毒「难转导」的细胞类型。
英诺思生物以病毒包膜为改造对象，推出靶向人造血干细胞的慢病毒产品 LVh34（靶向人 CD34⁺ 造血干细胞慢病毒），并在文献报道对 VSV-G 伪型载体高度抵抗的 KG-1 细胞模型中，验证了其对造血干细胞类型细胞的感染效率。同一技术平台下另有 LVh45（靶向人源 CD45 慢病毒），靶向人源 CD45⁺ 白细胞；在本模型中也同样具备对该类细胞的感染能力。本文以人造血干细胞类型细胞的感染为核心，介绍相关生物学背景、慢病毒转导的技术难点与包膜策略、产品信息与验证数据。
一、CD34 与 CD45：人造血细胞研究的靶标分子
1.1 CD34：造血干/祖细胞标志
CD34 是一种 I 型跨膜唾液酸黏蛋白（sialomucin），分子量约 105–120 kDa，主要表达于造血干/祖细胞（hematopoietic stem and progenitor cell, HSPC）及部分血管内皮祖细胞表面。CD34 参与细胞间黏附、造血祖细胞的归巢与骨髓微环境定位。人造血干细胞的经典表型为 CD34⁺CD38⁻/low，随细胞分化成熟，CD34 表达逐步下调，成熟血细胞表面不表达 CD34。
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 分子类型 | I 型跨膜唾液酸黏蛋白（sialomucin） |
| 分子量 | 约 105–120 kDa |
| 主要表达细胞 | 造血干/祖细胞、部分血管内皮祖细胞 |
| 人 HSC 经典表型 | CD34⁺CD38⁻/low |
| 在 PBMC 或脐带血单核细胞中的占比 | 约 0.5–2% |
| 主要功能 | 细胞黏附、造血祖细胞归巢与微环境定位 |
造血干细胞具备三个基本特性：自我更新能力（维持干细胞池的长期稳定）、多向分化潜能（可分化为髓系与淋系各谱系血液细胞）、长期植入能力（移植后能够长期重建造血）。
1.2 CD45：白细胞共同抗原
CD45 又称白细胞共同抗原（leukocyte common antigen, LCA），由 PTPRC 基因编码，是一种 I 型跨膜蛋白，胞内段含有两个串联的蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase, PTP）结构域。CD45 通过去除 Src 家族激酶（如 Lck、Fyn）C 端抑制性磷酸化位点的磷酸基团参与其活化，是 T 细胞受体（TCR）与 B 细胞受体（BCR）信号转导的重要调节分子。
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 别名 | 白细胞共同抗原（leukocyte common antigen, LCA） |
| 编码基因 | PTPRC |
| 分子类型 | I 型跨膜蛋白，胞内段含两个串联的 PTP 结构域 |
| 分子量 | 约 180–220 kDa（随剪接异构体而异） |
| 主要剪接异构体 | CD45RA、CD45RB、CD45RC、CD45RO |
| 主要表达细胞 | 所有有核造血细胞（T、B、NK、单核/巨噬、粒细胞及造血祖细胞等） |
| 不表达细胞 | 成熟红细胞、血小板 |
| 主要功能 | 调节 Src 家族激酶活性，参与抗原受体信号转导 |
由于 CD45 的表达覆盖全部有核造血细胞，它既是流式细胞术中用于圈定白细胞群体的常用标志，也使其成为「泛白细胞」靶向递送的合适靶点。CD45 的多种剪接异构体还常用于区分 T 细胞亚群，例如 CD45RA 常见于初始 T 细胞，CD45RO 常见于记忆/效应 T 细胞。
1.3 两个靶标的适用范围
| 靶标 | 表达谱 | 主要研究细胞 |
|---|---|---|
| CD34 | 造血干/祖细胞、部分血管内皮祖细胞 | 人 HSC（CD34⁺CD38⁻/low）、造血祖细胞 |
| CD45 | 全部有核造血细胞 | 人源白细胞（T、B、NK、单核、粒细胞及造血祖细胞） |
两个靶标对应的研究需求不同：CD34 指向造血干细胞的干性维持与谱系分化，CD45 指向成熟免疫细胞的基因功能与细胞工程化研究。本文以下内容以人造血干细胞类型细胞（CD34 靶向）的感染为核心展开；CD45 靶向产品作为同一技术平台下的并行选择一并介绍。
二、慢病毒载体在造血细胞研究中的主要应用领域
- 造血细胞基因功能研究：过表达或敲低特定基因，分析其在造血发育、自我更新、谱系分化与免疫应答中的调控作用；
- 造血系统疾病模型构建：在急性髓系白血病（acute myeloid leukemia, AML）等髓系细胞系或患者来源细胞中引入报告基因或突变基因；
- 基因编辑工具递送：递送 CRISPR 组分、筛选标记或报告基因，建立稳定整合的细胞模型；
- 谱系追踪与单细胞研究：借助荧光标记在体内外追踪造血细胞的命运与分化路径；
- 免疫细胞工程化研究：嵌合抗原受体、外源受体等结构在 T 细胞等白细胞中的表达与功能分析。
上述应用的共同基础需求是：在尽量保持细胞表型与功能状态的前提下，实现高效、稳定的基因递送。
三、慢病毒转导人造血干细胞类型细胞的技术难点与包膜策略
3.1 慢病毒的感染效率取决于细胞类型
慢病毒载体并非普遍「难感染」。以水疱性口炎病毒糖蛋白（vesicular stomatitis virus glycoprotein, VSV-G）为伪型包膜的慢病毒对 HEK293T、HeLa 等贴壁细胞系具有广谱嗜性，转导效率可达 90% 以上，是常规细胞系基因递送的高效工具。但对于人造血干细胞类型细胞——尤其是悬浮生长的髓系细胞与原代造血细胞——以及静息状态下的原代 T、B 细胞，转导效率普遍偏低。
| 细胞类型 | 生长方式 | VSV-G 伪型慢病毒转导特征 |
|---|---|---|
| HEK293T、HeLa 等贴壁细胞系 | 贴壁 | 广谱高效，可达 90% 以上 |
| 人 CD34⁺ 造血干/祖细胞（静息态） | 悬浮 | 偏低，受受体表达水平限制 |
| 髓系细胞系（如 KG-1） | 悬浮 | 文献报道高度抵抗 |
| 未刺激的原代 T 细胞 | 悬浮 | 偏低 |
| 未刺激的原代 B 细胞 | 悬浮 | 偏低 |
3.2 效率受限的多层原因
（1）病毒与细胞的接触机会有限。悬浮生长的细胞与病毒颗粒处于相对运动中，碰撞概率较低，这也是悬浮细胞常采用离心感染（spinfection）或提高病毒用量的原因。
（2）细胞表面性质带来静电排斥。造血细胞膜表面带负电、糖蛋白层较厚，与同样带负电的病毒颗粒之间存在电荷排斥，降低了吸附效率。
（3）受体匹配程度不足。VSV-G 通过低密度脂蛋白受体（low-density lipoprotein receptor, LDL-R）介导结合与进入。静息状态的人 CD34⁺ 细胞、T 细胞与 B 细胞 LDL-R 表达水平很低，导致 VSV-G 伪型慢病毒在结合、膜融合及后续转导等环节均受限；经细胞因子刺激或激活后 LDL-R 表达上调，转导效率随之提高。该机制由 Amirache 等人在 Blood 上报道（Amirache F, et al. Blood, 2014, 123(9): 1422-1424），是解释「慢病毒难以感染 HSC 与静息 T/B 细胞」的关键依据。
（4）细胞系与细胞状态的特异性差异。部分髓系细胞系对 VSV-G 伪型载体存在更上游的阻断。例如人髓系白血病细胞系 KG-1 被报道存在 VSV-G 结合缺陷，同时还存在晚逆转录/入核阶段的整合前阻断（Boso G, Somia NV. PLOS ONE, 2015, 10(3): e0121455）。本文第五节的验证实验即以 KG-1 为模型，用于评价包膜改造对人造血干细胞类型细胞感染效率的改善程度。
（5）感染后的多个环节。病毒颗粒进入细胞后，还可能在内体/溶酶体中被滞留或降解；逆转录与入核效率、宿主限制因子的作用，以及启动子在特定细胞中的活性（如 CMV 启动子在部分造血细胞中易发生沉默），都会影响最终观察到的阳性率。
综上，慢病毒感染造血细胞的效率受限并非单一因素所致，包膜与靶细胞的匹配程度是其中可控且影响显著的一环。
3.3 包膜工程化改造：提升人造血干细胞类型细胞转导效率的技术路径
既然效率瓶颈很大程度上来自包膜与靶细胞受体的匹配，更换或改造伪型包膜蛋白就成为提升转导效率的主要思路。
换用天然包膜。文献中已报道多种替代包膜用于慢病毒伪型包装，例如狒狒内源性逆转录病毒包膜（baboon endogenous virus, BaEV，受体为 ASCT-1/ASCT-2）、猫内源性逆转录病毒包膜（RD114）、麻疹病毒 H/F 蛋白与 Cocal 病毒糖蛋白等。其中 BaEV 伪型慢病毒在轻度细胞因子预刺激条件下，单次低剂量应用即可获得较高水平的人 CD34⁺ 细胞转导（Girard-Gagnepain A, et al. Blood, 2014, 124(8): 1221-1231），说明包膜的选择直接决定人造血干细胞类型细胞的转导效率。
英诺思生物以包膜为改造对象，通过对病毒包膜进行筛选与工程化改造（相关方法保密），开发了靶向人造血干细胞类型细胞的慢病毒产品 LVh34。经改造的病毒颗粒在目标细胞上具备更好的感染能力与溶酶体逃逸能力，从而在常规 VSV-G 伪型载体难以转导的造血干细胞类型细胞上提高感染效率。同一技术平台亦可用于其他造血细胞靶标，如靶向人源 CD45⁺ 白细胞的 LVh45。
四、产品概述
4.1 产品定位
| 货号 | 产品名称 | 靶标与适用细胞 |
|---|---|---|
| LVh34 | 靶向人造血干细胞慢病毒 | 靶向人 CD34，适用于人 CD34⁺ 造血干/祖细胞（HSC） |
| LVh45 | 靶向人源 CD45 慢病毒（同平台产品） | 靶向人源 CD45，适用于人源 CD45⁺ 白细胞 |
4.2 产品信息
| 项目 | LVh34 | LVh45 |
|---|---|---|
| 产品名称 | 靶向人造血干细胞慢病毒（适用于感染人 HSC 细胞） | 靶向人源 CD45 慢病毒（适用于感染人源 CD45⁺ 白细胞） |
| 货号 | LVh34 | LVh45 |
| 规格 | 100 μL × 10 | 100 μL × 10 |
| 存储条件 | −80 °C 保存 | −80 °C 保存 |
| 功能 | 特异性感染人 HSC 细胞 | 特异性感染人源 CD45⁺ 白细胞 |
| 说明书版本 | Version 26.01 | Version 26.01 |
4.3 产品特点
两个产品具有共同的操作特点：
- 感染效率大于 30%；
- 分选当天即可感染：分选后的目标细胞当天即可加入病毒，无需等待培养或激活，缩短体外操作时间、有利于保持细胞状态；
- 无需离心感染：省去离心步骤，操作更简便，同时减少离心对细胞的机械影响。
4.4 配套试剂与耗材
LVh34（人 CD34⁺ 造血干细胞）配套
| 产品 / 耗材 | 货号 | 用途 |
|---|---|---|
| anti-human CD34 Nanobeads（有柱阳选，小包装） | PH034 | 从 PBMC 或脐带血单核细胞中分选 CD34⁺ HSPC |
| FACS Buffer | EISO0500 | 分选与流式检测 |
| 分选柱 | CBS1005 | 有柱阳性选择 |
| 磁力架（L1 / L4） | CBS2002 / CBS2003 | 有柱分选 |
| SCF、TPO、Flt3L | 第三方采购 | 可选的短时细胞因子预处理 |
LVh45（人源 CD45⁺ 白细胞）配套
| 产品 / 耗材 | 货号 | 用途 |
|---|---|---|
| EasyIso™ human CD3 T cell isolation kit | SN3101 | 阴选法从人 PBMC 中分选 CD3⁺ T 细胞 |
| FACS Buffer | EISO0500 | 分选与流式检测 |
| ActBeads™ Human T 细胞激活磁珠 | AH2001 | T 细胞激活与扩增 |
| Human IL-2 | CTK301 | T 细胞培养 |
| 人源 T 淋巴细胞培养基（含血清） | C300100 | T 细胞培养 |
五、KG-1 细胞模型验证：人造血干细胞类型细胞的感染效率
5.1 实验体系
本实验以 KG-1 细胞为模型，评价产品对人造血干细胞类型细胞的感染能力。KG-1 为人急性髓系白血病细胞系，呈髓母细胞（myeloblast）形态、悬浮生长，免疫表型为 CD34 阳性并表达 CD45，属髓系谱系的造血系统细胞，可作为人造血干细胞类型细胞的体外评价模型；文献报道该细胞系对 VSV-G 伪型载体高度抵抗，可用于评价包膜改造对该类细胞感染效率的提升幅度。
实验以普通慢病毒（VSV-G 广谱伪型）为对照，在 MOI = 10 与 MOI = 50 条件下感染 KG-1 细胞，感染后经流式细胞术检测 FITC 通道阳性细胞比例。主要受试产品为 LVh34（靶向人 CD34⁺ 造血干细胞）；同时纳入同平台的 LVh45 作平行比较，其数据用于说明该产品对人造血干细胞类型细胞同样具备感染能力。
5.2 感染效率对比
两个产品相对普通慢病毒的提升幅度：
| 组别 | 10 MOI | 50 MOI |
|---|---|---|
| LVh34 | +6.3 个百分点（约 1.49 倍） | +24.6 个百分点（约 2.08 倍） |
| LVh45 | +23.8 个百分点（约 2.86 倍） | +21.3 个百分点（约 1.93 倍） |
5.3 数据说明
六、产品核心优势
- 包膜工程化改造，实现靶向递送：以包膜为改造对象替代常规 VSV-G 广谱伪型，提高病毒颗粒与目标细胞的匹配度；
- 面向人造血干细胞类型细胞：主推产品 LVh34 靶向人 CD34⁺ 造血干/祖细胞（HSC）；同平台的 LVh45 靶向人源 CD45⁺ 白细胞，在上述模型中同样具备对该类细胞的感染能力；
- 在难转导模型上验证：KG-1 细胞模型中，LVh34 在相同 MOI 条件下的感染效率高于普通慢病毒（50 MOI 达 47.4%）；
- 分选当天即可感染：分选后的目标细胞可直接加入病毒，无需等待培养或激活，缩短体外操作时间；
- 无需离心感染：省去离心步骤，操作更简便，同时减少离心对细胞的机械影响；
- 与分选产品形成完整流程：与 CD34 Nanobeads（PH034）、EasyIso™ CD3 分选试剂盒（SN3101）及配套耗材配合，实现「分选—感染」一体化操作；
- 国产自研，供应稳定：由英诺思生物自主研发并提供，货期与批次可控。
七、英诺思靶向性慢病毒与配套产品体系
| 货号 | 产品名称 | 适用细胞 |
|---|---|---|
| 靶向性慢病毒（LV 系列） | ||
| LVh34 | 靶向人造血干细胞慢病毒 | 人 CD34⁺ 造血干细胞（HSC） |
| LVh45 | 靶向人源 CD45 慢病毒 | 人源 CD45⁺ 白细胞 |
| LVm3 | 靶向小鼠 CD3 慢病毒 | 小鼠 T 细胞 |
| LVm45 | 靶向小鼠 CD45 慢病毒 | 小鼠 CD45⁺ 细胞 |
| 配套分选试剂与耗材 | ||
| PH034 | anti-human CD34 Nanobeads | 有柱阳选分选人 CD34⁺ HSPC |
| SN3101 | EasyIso™ human CD3 T cell isolation kit | 阴选法分选人 CD3⁺ T 细胞 |
| AH2001 | ActBeads™ Human T 细胞激活磁珠 | T 细胞激活与扩增 |
| CTK301 | Human IL-2 | T 细胞培养 |
| C300100 | 人源 T 淋巴细胞培养基（含血清） | T 细胞培养 |
| EISO0500 | FACS Buffer | 分选与流式检测 |
| CBS1005 | 分选柱 | 有柱阳性选择 |
| CBS2002 / CBS2003 | 磁力架（L1 / L4） | 有柱分选 |
典型流程（CD34⁺ HSC）：采集人外周血或脐带血 → Ficoll 密度梯度离心获取 PBMC → 加入 CD34 Nanobeads 孵育 → 有柱阳性选择 → 流式鉴定 CD34⁺ 纯度 → LVh34 感染（可选短时细胞因子预处理）→ 感染后 24–72 h 流式检测 GFP 表达。
典型流程（CD3⁺ T 细胞）：PBMC → EasyIso™ human CD3 T cell isolation kit（SN3101）阴选获得 CD3⁺ T 细胞 → 以 1×10⁶/mL 接种于 T 淋巴细胞培养基（C300100）→ 按 1:1（磁珠:细胞）加入 ActBeads™（AH2001）、加入 IL-2（CTK301）至终浓度 10 ng/mL → 加入 10 MOI LVh45 → 37 °C、5% CO₂ 培养 24–48 h 观察 → 感染后 48–72 h 流式检测 GFP 表达率与 MFI。
八、使用注意事项
- 靶标细胞占比低：CD34⁺ 细胞在 PBMC 或脐带血单核细胞中占比约 0.5–2%，分选时通常需要二次过柱以进一步提高纯度；
- 感染前细胞状态：建议确认细胞活率 ≥ 90%。说明书写明分选后的目标细胞无需激活即可直接感染；CD34⁺ HSC 也可选择 12–24 h 的短时细胞因子预处理（SCF 100 ng/mL + TPO 50 ng/mL + Flt3L 100 ng/mL）以提高感染效率并维持细胞存活；
- MOI 与检测时机：建议设置 MOI 梯度（如 10、20、50）摸索适宜条件，感染后 24–72 h 经流式检测 GFP 表达；同时设置普通 VSV-G 广谱慢病毒作为对照，以评估靶向特异性；
- 流式抗体需足量：分选后目标细胞浓度较高，用于流式检测时抗体应按细胞总数足量添加，避免染色不足影响判读；操作建议使用 FACS Buffer，而非 PBS；
- 激活磁珠的适用场景：ActBeads™（AH2001）等激活型磁珠会启动 T 细胞激活信号，属于设计用途；用于不期望激活的下游实验时，请选择非激活型分选方案；
- 病毒操作规范：慢病毒产品于 −80 °C 保存，避免反复冻融；病毒操作应在相应生物安全条件下进行，废液与耗材按实验室规范处理；
- 说明书优先：使用前请仔细阅读对应批次的说明书。
数据归属声明
本文第五节所引感染效率数据（普通慢病毒 12.8% / 22.8%；LVh34 19.1% / 47.4%；LVh45 36.6% / 44.1%）来自英诺思生物内部验证实验（KG-1 细胞模型，流式细胞术检测 FITC 通道阳性率，同批次平行比较），为英诺思生物内部数据。产品名称、货号、规格与操作信息来自英诺思官网产品页与产品说明书（Version 26.01）。机理阐述所引文献出处见文末参考文献。
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| 货号 | 产品名称 |
|---|---|
| 靶向性慢病毒（本文主角） | |
| LVh34 | 靶向人造血干细胞慢病毒（人 CD34⁺ HSC，50 MOI 感染效率 47.4%） |
| LVh45 | 靶向人源 CD45 慢病毒（人 CD45⁺ 白细胞，50 MOI 感染效率 44.1%） |
| 配套分选与培养 | |
| PH034 | anti-human CD34 Nanobeads（有柱阳选，小包装） |
| SN3101 | EasyIso™ human CD3 T cell isolation kits（无柱阴选） |
| AH2001 | ActBeads™ Human T 细胞激活磁珠 |
| C300100 | 人源 T 淋巴细胞培养基（含血清） |
| EISO0500 | FACS Buffer |
完整产品说明书与 COA 可于各产品页下载；如需人造血干细胞类型细胞基因递送的完整方案，欢迎通过联系我们页面咨询。
附：主要参考文献
- Amirache F, Lévy C, Costa C, et al. Mystery solved: VSV-G-LVs do not allow efficient gene transfer into unstimulated T cells, B cells, and HSCs because they lack the LDL receptor. Blood, 2014, 123(9): 1422-1424.
- Boso G, Somia NV. Characterization of Resistance to Rhabdovirus and Retrovirus Infection in a Human Myeloid Cell Line. PLOS ONE, 2015, 10(3): e0121455.
- Girard-Gagnepain A, Amirache F, Costa C, et al. Baboon envelope pseudotyped LVs outperform VSV-G-LVs for gene transfer into early-cytokine-stimulated and resting HSCs. Blood, 2014, 124(8): 1221-1231.