基因治療是一項(xiàng)前沿的醫(yī)學(xué)技術(shù)，在多年的發(fā)展中，已經(jīng)取得了許多重要的進(jìn)展。然而，在現(xiàn)有的基因治療技術(shù)中，仍然存在一些挑戰(zhàn)和限制，例如短暫性的表達(dá)、免疫反應(yīng)和安全性問(wèn)題等。而AAV基因治療正是針對(duì)這些問(wèn)題而發(fā)展的一種新興技術(shù)，它的出現(xiàn)有望重新定義基因療法的未來(lái)。

基因治療（Gene Therapy）是指將外源正�；�因?qū)�入靶�?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償缺陷和異�；�因引起的疾病，從而達(dá)到治療疾病的目的。一直以來(lái)，傳統(tǒng)大/小分子藥物主要針對(duì)蛋白靶點(diǎn)發(fā)揮作用，這也使得其適應(yīng)癥有限，特別對(duì)于基因因素占據(jù)主要發(fā)病原因的遺傳性疾病，無(wú)法有效發(fā)揮治療效果。而這類(lèi)基因相關(guān)疾病的患病人群其實(shí)并不小，例如罕見(jiàn)病，全球患者已高達(dá)3.5個(gè)億，而80%的罕見(jiàn)病是單基因遺傳病。
 

表1 幾種治療方式的對(duì)比

對(duì)于這些基因性疾病，目前的治療方式有限，基本都是從改善癥狀的角度進(jìn)行治療，即治標(biāo)不治本，患者的病癥仍會(huì)不斷進(jìn)展并嚴(yán)重影響生活質(zhì)量，甚至最終導(dǎo)致死亡。在此背景下，基因治療應(yīng)運(yùn)而生，其可從根本病因上來(lái)治療疾病，雖然基因治療在20年前就有相關(guān)的臨床應(yīng)用案例，但其真正得到廣泛研究和臨床試驗(yàn)是從近幾年開(kāi)始。

基因治療常用載體
基因載體，又稱(chēng)基因逆送載體，是將外源目的基因（或治療性基因）導(dǎo)入宿主細(xì)胞進(jìn)行表達(dá)，以研究基因功能或治療疾病的工具，主要應(yīng)用于細(xì)胞與基因治療（Cell and Gene Therapy, CGT）、生物科研、生物制藥、轉(zhuǎn)基因食品等領(lǐng)域。

基因治療通�？煞譃樵隗w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(guān)病毒（Adeno-Associated Virus，AAV），直接遞送到患者體內(nèi)；而離體治療則是在體外將治療基因?qū)�入患者的�?xì)胞（常使用慢病毒LV），擴(kuò)增后回輸至患者體內(nèi)。相比于離體治療，在體治療的方式對(duì)基因遞送工具——即載體的要求更高。
 

在體基因治療和離體基因治療^[1]

基因遞送工具的選擇是基因治療中關(guān)鍵的一環(huán)，藥物最終在人體發(fā)揮藥效，很大程度取決于穩(wěn)定、高效的遞送系統(tǒng)。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(shí)間長(zhǎng)，在基因治療研究中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，可以進(jìn)行編碼基因或非編碼基因的過(guò)表達(dá)、干擾、敲除和內(nèi)源性激活等操作。
 

基因載體分類(lèi)

目前病毒載體中，常用的是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(yīng)用最廣泛的遞送載體。
 

表2 常用工具病毒特征對(duì)比病毒載體各類(lèi)指標(biāo)對(duì)比

腺相關(guān)病毒（AAV）
腺相關(guān)病毒（Adeno-Associated Virus）是一種無(wú)法自主復(fù)制、無(wú)包膜單鏈DNA病毒。具有以下幾種優(yōu)點(diǎn)：

安全性高：AAV病毒在人體繁殖的過(guò)程中不會(huì)導(dǎo)致疾病，且對(duì)人體產(chǎn)生的免疫反應(yīng)較小，因此AAV基因治療的安全性更高。

表達(dá)時(shí)間長(zhǎng)：AAV病毒攜帶的基因可以在人體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)數(shù)年，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期治療的目的。

應(yīng)用范圍廣：AAV基因治療可以用于改善和治療多種不同類(lèi)型的遺傳性疾病。

目前，基因治療臨床試驗(yàn)采用的主要為重組腺相關(guān)病毒載體（rAAv）。它由非致病的野生型AAV基礎(chǔ)上改造而成，只保留了兩個(gè)反向末端重復(fù)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(xì)胞毒性。
 

野生型與重組型AAV基因組結(jié)構(gòu)示意圖^[2]

純化后的AAV病毒載體可以用于感染細(xì)胞，感染細(xì)胞時(shí)，AAV衣殼蛋白與細(xì)胞表面特異性受體結(jié)合，激活胞內(nèi)信號(hào)通路，進(jìn)而觸發(fā)AAV通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞，在核內(nèi)體、高爾基體等細(xì)胞器的協(xié)助下進(jìn)入細(xì)胞核，而衣殼蛋白會(huì)被蛋白酶體降解。

AAV病毒載體一旦進(jìn)入細(xì)胞核，就會(huì)脫殼并釋放其單鏈基因組，并將其轉(zhuǎn)化為雙鏈DNA模板，在雙鏈DNA模板上進(jìn)行轉(zhuǎn)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，從而實(shí)現(xiàn)目的基因的表達(dá)。

AAV載體轉(zhuǎn)錄過(guò)程
（圖片來(lái)源：Uresearch：全球CGT基因載體行業(yè)市場(chǎng)研究報(bào)告（2022-2026））
 

AAV感染宿主細(xì)胞過(guò)程^[3]

不同血消型的AAV具有不同的組織靶向特異性，目前已發(fā)現(xiàn)AAV有13種亞型近200多種變型，并逐步用于基因藥物研發(fā)。AAV進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程依賴(lài)于細(xì)胞表面糖基化受體識(shí)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(guò)修飾、突變AAV的衣殼蛋白序列產(chǎn)生新的組織傾向性的AAV血清型，目前已發(fā)現(xiàn)AAV有13種天然血清亞型（AAV1-13），近200多種變型，每一種具有不同的組織趨向性，可靶向不同的組織。目前臨床常用的有AAV2、AAV5、AAV8和AAV9等。
 

表3 不同血清型AAV的組織靶向特異性

AAV基因治療前景
近年來(lái)，AAV基因治療在臨床和研究上取得了顯著的進(jìn)展，包括應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展、治療效果的不斷提升、治療方案的不斷創(chuàng)新等方面，被認(rèn)為是基因治療發(fā)展的重要方向之一。

從臨床試驗(yàn)來(lái)看，以AAV為載體的基因治療主要靶向眼部、大腦、肌肉和肝臟。一些研究表明，AAV基因治療可以有效地治療一些常見(jiàn)的遺傳性疾病，同時(shí)AAV基因治療在肝病、視網(wǎng)膜疾病、免疫療法等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。它有望為治療一些目前無(wú)法治愈的遺傳性疾病帶來(lái)新的希望。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，相信AAV基因治療將能夠在未來(lái)重新定義基因療法的未來(lái)。