腺相关病毒载体

单链线状DNA缺陷型病毒

腺病毒相关病毒(adeno-associated virus，AAV)是一类单链线状DNA缺陷型病毒。其基因组DNA小于5 kb，无包膜，外形为裸露的20面体颗粒。AAV不能独立复制，只有在辅助病毒（如腺病毒、单纯疱疹病毒、痘苗病毒）存在时，才能进行复制和溶细胞性感染，否则只能建立溶源性潜伏感染。

基本介绍

腺相关病毒载体是利用天然存在的腺相关病毒某些特性经过基因工程改造后产生的一种可供人工转基因的载体。腺相关病毒（adeno-associated virus，AAV）是简单的非致病性单链DNA病毒，需要辅助病毒参与生活周期，辅助病毒通常为腺病毒（Ad）或者单纯疱疹病毒（HSV）。基因组两端为末端反向重复序列（ITR），中间基因组编码两个蛋白：Cap和Rep。ITRs对于病毒的复制和包装具有决定性作用。Cap蛋白为病毒衣壳蛋白，Rep蛋白参与病毒的复制和整合。AAV能感染多种细胞。Rep蛋白存在时，病毒基因组很容易整合到人类第19号染色体的特异位点：AAVS1位点。这是已知的能够定点整合的哺乳动物 DNA病毒。

重组腺相关病毒载体（rAAV）源于非致病的野生型腺相关病毒，由于其安全性好、宿主细胞范围广（分裂和非分裂细胞）、免疫源性低，在体内表达外源基因时间长等特点，被视为最有前途的基因转移载体之一，在世界范围内的基因治疗和疫苗研究中得到广泛应用。

基本特点

优点

在辅助腺病毒存在下，AAV可以高效定点整合至人染色体中；AAV载体已经不需要腺病毒辅助，不插入宿主的基因组，而是游离于宿主细胞基因之外，呈卫星状稳定表达。

腺相关病毒载体（AAV）体内的感染效率极高。不同血清型可以相对特异性的感染心脏，肝脏，骨骼肌等。

腺相关病毒是RG1（最安全级别）的基因治疗载体，完全无具有潜在致病性。而腺病毒是RG1，慢病毒是RG2，逆转录病毒是RG3。

缺点

AAV载体容量小，最多只能容纳4.7 kb外源DNA片段；

野生型的AAV在40%-80%的成人中存在过感染，在腺病毒存在的情况下可能会引起免疫排斥。

构建

AAV选择的条件

1. 治疗基因的长度不能过大。AAV的总容量4.7kb，还要包括AAV自身的ITR，启动区和RNA 加尾信号；

2. 基因需要持续表达，蛋白可以是分泌型，也可以是非分泌型；

3. 长期表达目的基因，无毒副作用；

4. 不需要目的基因立刻表达；

5. 不需要基因高水平表达；

6. AAV载体对靶细胞具有较高的转导效率。

AAV病毒的感染细胞

AAV载体对于骨骼肌、视网膜、肝细胞、心脏平滑肌细胞、神经元细胞、胰岛B细胞、关节滑膜细胞等具有良好的感染效果，而对于淋巴细胞、造血干细胞、神经胶质细胞、成纤维细胞等感染效果较差。

病毒的加样量

病毒量为10-10V.P/Cell时最佳。如果太低，基本检测不出，最低加病毒量为10V.P/Cell，才能检出目的蛋白的表达。

重组基因的启动子：

mCMV、hCMV、PGK、CAG、HRE-miniCMV、hEF1α、AFP（大鼠）等。其中，CAG启动子为肝脏特异启动子。

病毒级别

实验室级别：适用于细胞实验、动物试验研究；

临床试验用级别：适用于药物开发、临床前研究、临床样品申报、临床试验等。

应用

经过十几年的研究，重组腺相关病毒的生物学特性已被深入了解，尤其是其在各种细胞、组织和体内实验中的应用效果方面已经积累了许多资料。在医学研究中，rAAV被用于多种疾病的基因治疗的研究（包括体内、体外实验）；同时作为一种有特点的基因转移载体，还广泛用于基因功能研究、构建疾病模型、制备基因敲除鼠等方面。已发现的AAV至少有十几种血清型，它们主要区别在衣壳蛋白Cap的不同，因此导致各种血清型AAV对不同的组织和细胞的不同感染效率。

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