當前基因治療已取得長足進展,據統計,國內至少有二十四款AAV基因療法藥物獲批IND,其中3款處于臨床Ⅲ期階段。但該療法仍存在一些挑戰,如短暫性的表達、免疫反應和安全性問題等。AAV基因治療正是針對這些問題而發展的一種新興技術,它的出現有望重新定義基因療法的未來。
基因治療常用載體
基因治療通常可分為在體基因治療和離體基因治療。其中,在體治療主要是將帶有治療基因的非病毒或病毒載體,如常用的腺相關病毒(AAV),直接遞送到患者體內;而離體治療則是在體外將治療基因導入患者的細胞(常使用慢病毒LV),擴增后回輸至患者體內。相比于離體治療,在體治療的方式對基因遞送工具——即載體的要求更高。
基因遞送工具的選擇是基因治療中關鍵的一環,藥物最終在人體發揮藥效,很大程度取決于穩定、高效的遞送系統。目前,基因治療常用的載體包括病毒載體和非病毒載體,其中病毒載體由于其宿主范圍廣、作用時間長,在基因治療研究中應用越來越廣泛,可以進行編碼基因或非編碼基因的過表達、干擾、敲除和內源性激活等操作。
目前常用的病毒載體為AAV、AD、RV和LV四種,其中AAV因其具有較好的組織特異性、低免疫原性及高安全性,是目前在體基因治療應用最廣泛的遞送載體。
關于腺相關病毒(AAV)
基因治療臨床試驗采用的主要為重組腺相關病毒載體(rAAv)。它由非致病的野生型AAV基礎上改造而成,只保留了兩個反向末端重復序列(ITRs)將原基因組替換為目的基因,最大化攜帶目的基因的容量,并降低其免疫原性和細胞毒性。
純化后的AAV病毒載體可以用于感染細胞,即AAV衣殼蛋白與細胞表面特異性受體結合,觸發AAV通過受體介導的內吞作用進入細胞,在核內體等細胞器協助下進入細胞核,衣殼蛋白則被降解。繼而脫殼并釋放其單鏈基因組,再轉化為雙鏈DNA模板并進行轉錄和翻譯,從而實現目的基因的表達。
不同血清型AAV具有不同的組織靶向特異性,AAV進入細胞的過程依賴于細胞表面糖基化受體識別AAV衣殼蛋白,因此AAV衣殼蛋白決定了其組織靶向的特異性。通過修飾、突變AAV衣殼蛋白序列可產生新的組織傾向性的AAV血清型,目前已發現AAV有13種天然血清亞型(AAV1-13)、近200多種變型,臨床常用的有AAV2、AAV5、AAV8和AAV9等。