AAV
腺相关病毒（Adeno-Associated Virus, AAV）是一种微小的、无包膜的单链DNA（ssDNA）病毒，属于细小病毒科（Parvoviridae）的依赖病毒属。AAV 的生命周期依赖于腺病毒或疱疹病毒的辅助，其本身不具致病性，且在人体内引起的免疫反应极低。凭借其高效的**转导**能力、长效的基因表达以及良好的生物安全性，AAV 已成为目前体内基因治疗（In vivo Gene Therapy）的首选载体，广泛应用于遗传病、眼科疾病及神经退行性疾病的临床治疗。
分子机制：高效的基因递送与转导
作为基因治疗载体，AAV 的工作流程（即转导过程）涉及多个关键细胞生物学步骤：
- 受体结合与内吞： 不同血清型的 AAV 衣壳识别特定的细胞表面受体（如 AAV2 识别硫酸乙酰肝素）。结合后通过受体介导的内吞作用进入细胞。
- 内体逃逸与核转运： AAV 颗粒从内体中释放，通过核孔复合物进入细胞核。
- 脱壳与二倍体化： 衣壳在核内降解并释放 ssDNA。由于转录需要双链模板，ssDNA 必须通过宿主酶合成为双链 DNA（或通过双链 AAV 载体设计跳过此步）。
- 持续表达： 与慢病毒不同，AAV 基因组极少整合入宿主染色体，而是主要以环状 游离体 (Episome) 形式稳定存在于非分裂细胞中，实现长达数年的蛋白表达。
临床景观：获批药物与应用现状
| 获批药物 | AAV 血清型 | 适应症 / 临床共识 |
|---|---|---|
| Luxturna | AAV2 | 治疗 RPE65 基因突变导致的遗传性视网膜病变（LCA），开启了 AAV 药物先河。 |
| Zolgensma | AAV9 | 治疗 脊髓性肌萎缩症 (SMA)。AAV9 具有跨越血脑屏障的独特能力，可进行全身给药。 |
| Hemgenix | AAV5 | 治疗 乙型血友病。目前世界上单价最昂贵的药物之一，通过肝脏定向表达凝血因子 IX。 |
技术挑战与优化策略
- 免疫原性问题：
许多患者体内存在针对 AAV 自然血清型的预存抗体，会导致药物被中和失效。策略：开发合成的、能逃避免疫监测的工程化衣壳。 - 载体容量限制：
4.7 kb 的容量限制了超大基因（如 DMD）的装载。策略：采用双载体（Dual-AAV）系统进行拼接，或使用基因编辑技术（如 CRISPR-Cas9）。 - 组织靶向性（Tropism）：
天然 AAV 常在肝脏富集。策略：通过定向进化或衣壳表面修饰，提高对心脏、骨骼肌或特定神经元亚群的选择性。
关键关联概念
- 转导 (Transduction)： AAV 将外源基因传递并表达于宿主细胞的过程。
- 游离体 (Episome)： AAV 基因组在核内存在的主要非整合形式。
- 中和抗体 (nAb)： 阻碍 AAV 药物发挥作用的主要临床免疫障碍。
- rep 和 cap 基因： AAV 的两个基本功能基因，分别负责病毒复制和衣壳合成。
学术参考文献与权威点评
[1] Wang D, Tai PWL, Gao G. (2019). Adeno-associated virus vector as a platform for gene therapy delivery. Nature Reviews Drug Discovery.
[学术点评]：综述性文献。由 AAV 领域先驱高光坪教授团队撰写，系统总结了 AAV 载体从基础生物学到临床生产的全貌。
[2] Mendell JR, Al-Zaidy SA, et al. (2017). Single-Dose Gene-Replacement Therapy for Spinal Muscular Atrophy. NEJM.
[学术点评]：临床里程碑。该研究展示了 AAV9 载体在 Zolgensma 治疗 SMA 中的卓越疗效，证明了 AAV 跨越血脑屏障进行全身给药的可行性。
[3] Kuzmin DA, et al. (2021). The clinical landscape for AAV gene therapies. Nature Reviews Drug Discovery.
[学术点评]：最新动态。该文统计并分析了全球数百个 AAV 临床试验，明确了眼科、神经科和肝脏靶向是目前 AAV 落地最成熟的方向。