重组AAV病毒是目前最常用的基因治疗载体之一。天然的AAV在人体中不造成致病性，免疫原性低。重组AAV载体根据其衣壳组分可形成不同组织嗜性的血清型，同时在转导靶细胞后外源基因长时间表达而不整合宿主基因组，是理想的外源基因递送工具
使用AAV作为基因递送载体的关键问题是递送效率，而选择适合的AAV血清型匹配其组织嗜性有助于达到理想的递送效率。目前使用AAV载体用于基因治疗面临着以下几大挑战：首先，研究中使用的大多数AAV血清型均为天然来源，例如AAV9由于可以穿越血脑屏障而被用于中枢神经系统的基因递送，但是这些天然血清型在组织嗜性上具有相当程度的脱靶效应。其次，天然AAV在人类群体中广泛感染而导致人体生成的抗体会阻碍AAV载体对人体靶细胞的转导。即使是针对未感染过AAV的人类个体，对其输送这些天然血清型的AAV后，经过多次给药，人体也会产生相应的中和抗体削弱AAV的递送效率。另外一个关键问题是，这些天然AAV血清型在适用于基因治疗的生产大规模管线上存在包装滴度和一致稳定性难以控制的问题，其中一些血清型可能比另一些更难生产出符合质量标准的AAV病毒，因此也阻碍了更多类型AAV治疗载体的临床应用。
对于重组AAV病毒，通过改造天然AAV衣壳并进行筛选，可以获得靶向性更佳、转导效率更高、可避免人体内抗体中和以及更有利于包装生产的人工血清型的AAV。定向进化(Directed evolution)是一种模拟自然选择过程并大幅缩短进化时间以发现新型高性能AAV衣壳的方式。由于定向进化不需要具备蛋白结构与功能相关的先验知识，因此在发现新型AAV衣壳方面对比理论设计(Rational design)更具优势。
实施AAV衣壳定向进化的第一步也是最关键一步是制备高度多样性的AAV转移质粒文库，其中每个文库质粒上的AAV基因组含有一个rep基因和一个突变的cap基因。派真生物提供以下多种方式用于制备富含cap基因变体的AAV转移质粒文库：
易错PCR（Error-prone PCR）
易错PCR结合了多种次优化的PCR条件，如使用低保真性聚合酶、更长的延伸时间、更高的Mg2+浓度、添加Mn2+，以及使用不相等的多种dNTP浓度等方式来向AAV cap基因引入随机突变。
随机多肽展示（Random peptide display）
随机多肽展示通常使用7到9个随机多肽序列插入到AAV衣壳蛋白的特定位点，以达到改变病毒与特定细胞表面受体的天然相互作用的目的。插入的多肽一般位于AAV衣壳暴露此段多肽的位置或者介导病毒与细胞相互作用的关键位置。
家族DNA洗牌（DNA family shuffling）
家族DNA洗牌将不同AAV血清型的亲本cap基因碎片化，然后通过无引物PCR利用部分序列同源性将其重组为新型AAV cap基因。该方法还可以将理论设计与定向进化相结合，即首先对天然血清型的AAV衣壳的精细结构和序列进行分析，然后将含有突变的cap基因片段合成为全长序列，并用于组装新型AAV衣壳。
计算机设计（In silico design）
现今已有多种计算机方法可用于预测促使AAV性能得到加强的衣壳序列。其中一个常用的方法是祖先衣壳重建，该法涉及多个计算机设计的祖先AAV衣壳文库的构建，并进行实验验证以发现组织嗜性得到改进的衣壳序列。机器学习是另一种广泛使用的计算机设计方法，该法根据输入的大量蛋白质结构与功能的关系数据来预测新型AAV病毒衣壳的组装。
包装AAV衣壳文库
传统一步法包装
包装AAV衣壳文库的传统方法是采用一步法： AAV转移质粒文库和腺病毒辅助质粒共转染包装细胞。虽然这种方法被广泛使用，但它确实存在交叉包装(具备衣壳变异体的AAV颗粒其基因组和衣壳类型不匹配)和衣壳镶嵌(AAV的衣壳组分来源于多种变异体)的缺点。为了克服这些问题，派真生物一般以极低的文库质粒数/细胞数比率转染包装细胞，以确保单个细胞至多吸收一个文库质粒。
两步法包装
派真生物也可使用两步法包装病毒文库。在这种方法中，衣壳文库首先与编码野生型cap基因但缺少病毒ITR的辅助质粒共转染至包装细胞中。这将产生带有镶嵌型衣壳的AAV颗粒，这种部分由野生型VP蛋白组成的衣壳被称为AAV转移穿梭机(AAV transfer shuttle)。将此种AAV以低感染复数转导包装细胞，以实现单个细胞至多感染一个病毒颗粒。随后用野生型腺病毒对包装细胞进行双重感染，最终产生高滴度病毒衣壳文库。
AAV衣壳文库筛选
成功构建AAV衣壳文库后，为富集期望的AAV血清型，根据筛选目的病毒衣壳文库通常需要经过在体外或者体内的多次筛选。派真生物使用包括非人灵长类(Non-human primate，NHP)在内的多种模式生物进行体内筛选，如小鼠、大鼠、以及重要的两种非人灵长类：食蟹猴(Macaca fascicularis)和猕猴(Macaca Mulatta)。派真生物的所有体内筛选试验均在经过AAALAC认证的机构中以专业认可的方式进行。
体外筛选
利用已建立的细胞系筛选AAV衣壳文库是一种常用的体外筛选方法，特别是用于发现靶向受体能力发生变化的AAV衣壳变体。AAV文库的体外筛选快速且技术简单，但是也存在一定的问题。首先，针对体外高转导效率优化的载体在体内使用时可能无法重现相同的效率。其次，在体外表现出对靶细胞高度特异性的AAV载体在体内时可能会转导非靶组织。体外筛选AAV文库的另一种策略是在感染靶细胞之前，将AAV文库加入免疫动物的强效血清中以辨别具有免疫逃避属性的衣壳变体。然而，在体内实验时不同衣壳变体的AAV引发免疫反应的类型也可能不一致(即使同一种AAV载体，通过不同途径输送也可能会产生不同的免疫反应)。
体内筛选
体内动物模型为筛选AAV文库提供了更可靠的平台，特别是用于寻找那些需要转导体外难以培养的细胞的或者需要转导复杂组织结构中的特定细胞的AAV突变体。体内筛选还有助于发现与AAV突变体相关的任何的潜在脱靶效应。小鼠和NHP均广泛用于AAV文库的体内筛选，但是NHP模型由于与人类的高度相似，因此是筛选与临床应用相关的改良型AAV载体的最佳平台。