很多患者和家属在了解AAV基因治疗时,都会问同一个问题:病毒的DNA如果整合到我的基因组里,会不会诱发肿瘤?
这个担忧并非杞人忧天。早在2000年代,新生小鼠肝脏AAV治疗实验中就观察到肝癌病例,整合位点恰好落在Rian/Mir341这个致癌相关基因簇附近;2021年,法国科学家Zucman-Rossi团队又在人类肝癌组织中检测到克隆扩增的野生型AAV整合事件。不过需要说明的是,野生型AAV与临床使用的重组AAV载体并不相同。这些研究更多提示的是:AAV相关整合风险值得被严肃评估,而不能直接等同于临床rAAV治疗一定会致癌。
那么,用于临床的重组AAV(rAAV)载体,究竟有多大的致癌风险?2026年10月,来自悉尼儿童医学研究所、伦敦大学学院等机构的研究团队在《Molecular Therapy》发表了一项迄今为止规模最大的AAV整合位点研究,试图用数据给出答案。今天我们就来解读一下这篇文章。

研究设计:贴近临床真实场景
这项研究有两个突出的亮点,使其结论比以往研究更有参考价值:
第一,研究使用的是按临床前毒理学研究标准制备的、具有较强临床转化相关性的rAAV载体。 研究团队使用的AAVLK03.hOTC,是为治疗OTC缺乏症(一种尿素循环障碍疾病)而设计的AAV-LK03载体,并且是按照临床前毒理学研究的标准制备的,这意味着研究结果直接反映的是即将或已经进入临床的产品的真实整合行为,而不是实验室简化模型。
第二,用了两套贴近人体的体内模型。 一是人源肝细胞异体移植的嵌合小鼠模型(人源肝细胞纯度高达91%–98%),二是食蟹猴的体内肝脏转导。前者是目前评估AAV在人肝细胞中体内行为时最具参考价值的替代模型之一,后者则提供了跨物种的对照数据,这对于判断动物安全性研究结果能否外推到人类非常关键。
在测序深度上,研究团队使用靶向富集的方法捕获宿主-病毒的连接片段,最终在人源和猴源基因组中分别鉴定出约153万个和132万个独立整合位点——这是一个足以支撑统计学分析的庞大数据量,整合位点密度达到平均每千碱基0.5个位点,覆盖了几乎所有常染色体。需要注意的是,这一密度是汇总所有样本、所有测序到的宿主-载体连接事件后得到的全局统计量,并不等同于单个细胞内实际承载如此高的整合负荷。

核心发现一:整合有偏好,但不偏好”致癌热点”
数据显示,AAV整合并非完全随机。无论在人源还是猴源肝细胞中,整合事件都表现出明确的偏好性:(1)更倾向于落在转录活跃的基因内部,尤其是在肝脏中高表达的基因。但“更常发生在活跃基因内部”并不自动等同于“更容易致癌”,关键还要看这些整合是否反复集中于已知致癌驱动区域,以及是否具有克隆选择优势;(2)更倾向于内含子区域,而非外显子;(3)与开放染色质标志(如ATAC-seq、DNase高敏感位点)以及多种转录因子结合位点高度重叠;(4)与转录起始位点附近富集的组蛋白修饰(如H3K4me1/me3、H3K27ac等活跃染色质标记)显著相关,而与异染色质抑制性标记(H3K9me3、H3K27me3)无关联。
用一句话概括:AAV更喜欢”开门”的基因,而不是”关门”的基因,这反映的更可能是染色质可及性、转录活性以及DNA损伤/修复环境对整合事件发生概率的影响,而不意味着AAV具有主动识别“致癌基因”的倾向。
真正让人松一口气的是关键结论:研究团队用分层方法系统鉴定了”常见整合位点”(Common Integration Sites, CIS,即整合密度显著高于背景水平的基因组区域)。在人源数据中共鉴定出45个CIS,猴源数据中鉴定出510个CIS(数量差异可能与两物种基因组注释完整度、样本量等因素有关)。在人源数据中,研究未发现CIS与已知肝细胞癌相关基因相交;仅有一个低密度(tier 3)CIS涉及ARHGAP26,但该基因并非公认的HCC驱动基因。即便把筛选标准调整得更”敏感”(降低阈值以避免漏掉潜在风险位点),结论依然稳健。
此外,研究还专门检验了小鼠肝癌研究中报告过的高风险位点(如Rian/Mir341基因簇的人类同源基因MEG8,以及PLAG1等),结果同样是:整合事件存在,但密度并未偏离背景水平,没有出现异常聚集。这提示小鼠中观察到的某些高风险整合热点,并不必然在人体肝细胞中被复制出来。
跨物种比较也提供了一个值得注意的信号:在猴源数据中,241个含CIS的基因里,只有2个(ALB和CHSY1)与人源CIS存在直系同源关系,且没有一个猴源CIS对应到人类已知的癌症相关基因同源位点。这提示,非人灵长类整合位点数据对人类风险评估具有重要参考意义,但其预测价值并非完全等同于人源肝细胞数据,尤其在识别人类特异性整合热点方面可能存在局限。
核心发现二:AAVS1位点的”意外访客”——Rep蛋白的痕迹
这篇文章中最耐人寻味的发现,出现在人类19号染色体上的PPP1R12C基因——这里正是野生型AAV天然偏好整合的AAVS1位点。这个位点的整合依赖于AAV自身编码的Rep蛋白(Rep68/Rep78)进行位点特异性靶向整合,这是AAV生物学中的经典机制。
问题是:用于生产临床载体的rAAV不应该含有rep基因——按照标准的AAV生产工艺,Rep/Cap基因是在辅助质粒上单独提供,理论上不会包装进最终的病毒颗粒。可研究团队却在三个人源肝细胞供体样本中的一个供体里,独立检测到了AAVS1位点的显著整合聚集(不同供体间整合比例差异高达7倍),并在载体的深度测序数据中检出了低水平的rep序列信号。
耐人寻味的是,在猴源样本中虽然同样存在AAVS1位点所需的Rep结合序列,却没有观察到类似的整合聚集——这可能与实验用猴经过AAV血清学预筛选(排除了自然感染野生型AAV的动物)有关,同时也提示AAVS1位点聚集可能与Rep相关活性有关,其来源一方面可能是供体既往野生型AAV感染所遗留的病毒基因组,另一方面也不能完全排除载体制备过程中极低水平rep相关序列或组分残留的影响。但现有数据尚不足以明确区分这两种来源。
这个发现给行业敲了一个警钟:仅依赖血清型抗体筛查,可能不足以全面评估既往野生型AAV暴露及其是否会影响rAAV整合行为;同时,这一发现也提示,临床级AAV质量研究中应更加重视对rep相关残留的评估,其是否以及如何纳入常规放行策略,值得行业进一步讨论。
对我们意味着什么
对从事AAV开发、生产和转化研究的团队来说,这篇研究至少带来三点启发:
首先,它用严谨的大规模数据为”AAV整合致癌”的担忧提供了相对积极但审慎的答案——在这项研究考察的载体和模型中,没有证据显示整合会优先发生在肝癌相关基因附近,整体致癌风险评估为低。但研究团队也明确指出,这只是”低风险”而非”零风险”,仍需要在临床随访中持续监测整合事件。
其次,它提示了临床级载体生产中容易被忽视的质控盲区——rep序列残留的检测。这也是为什么我们在质粒和AAV的临床级生产工艺中,始终强调从质粒源头开始的序列完整性验证、辅助质粒设计的优化,以及成品病毒中残留核酸的多层次检测,目的就是尽可能降低类似风险的发生概率。
最后,它再次说明了模型选择的重要性。人源肝细胞异体移植模型和非人灵长类模型各有价值,但不能简单互相替代,尤其是在跨物种外推致癌风险时需要格外谨慎。这也提醒我们在设计临床前安全性评价方案时,模型的代表性和数据解读的边界都需要认真权衡。
写在最后
基因治疗的安全性评估,从来不是”一次实验定终身”,而是需要在临床前、临床和上市后持续积累证据的过程。这篇研究用扎实的数据告诉我们:现阶段针对肝脏靶向AAV载体的致癌风险评估结果是相对乐观的,但科学界对Rep残留、CIS机制、跨物种外推等问题的探索还远未结束。
参考文献:
Scott S, Hallwirth CV, Sasaki N, et al. Identification of AAV vector integration sites in primary human and macaque hepatocytes in vivo and analysis of oncogenic risk. Molecular Therapy. 2026;34(10). https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2026.07.039
关于派真
作为一家专注于AAV 技术十余年,深耕基因治疗领域的CRO&CDMO,派真生物可提供从载体设计、构建到 AAV、慢病毒和 mRNA 服务的一站式解决方案。凭借深厚的技术实力、卓越的运营管理和高标准的服务交付,我们为全球客户提供一站式CMC解决方案,包括从早期概念验证、成药性评估到IIT、IND及BLA的各个阶段。
凭借我们独立知识产权的π-alphaTM 293 细胞AAV高产技术平台,我们能将AAV产量提高多至10倍,每批次产量可达1×10¹⁷vg,以满足多样化的商业化和临床项目需求。此外,我们定制化的mRNA和脂质纳米颗粒(LNP)产品及服务覆盖药物和疫苗开发的各个阶段,从研发到符合GMP的生产,提供端到端的一站式解决方案。