腺相关病毒(AAV,Adeno-Associated Virus)有多个血清型(Serotype)和变体(Variants),其基于衣壳蛋白的差异决定了它们的生物学特性、组织靶向性以及免疫反应性。以下是AAV的主要分类及其特点:
1. 常见天然血清型
目前已发现的天然AAV血清型超过12种,其中以下几种最常使用:
血清型 | 主要特点 | 靶向组织 |
---|---|---|
AAV1 | 高效转导肌肉细胞 | 骨骼肌、心肌 |
AAV2 | 最广泛研究,转导效率高 | 神经系统、肝脏 |
AAV3 | 较少使用,需辅助因子高 | 不同组织依赖调控元件 |
AAV4 | 对细胞表面糖分子敏感 | 脑部、视网膜 |
AAV5 | 高效感染呼吸道和神经细胞 | 视网膜、神经元、气道 |
AAV6 | 与AAV1类似,易感染血管内皮 | 骨骼肌、肺部 |
AAV7 | 肝脏高效转导 | 肝脏 |
AAV8 | 肝脏靶向性极高,免疫原性低 | 肝脏、肌肉、心肌 |
AAV9 | 广泛分布,突破血脑屏障能力强 | 神经系统、心脏 |
2. 重组血清型
通过基因工程技术开发的人工改造血清型或变体,具有更优异的组织特异性或转导效率:
AAV-DJ:融合多个天然血清型的衣壳蛋白序列,具有高效转导能力。
AAV-LK03:用于肝脏靶向的增强型血清型。
AAV-PHP.B/PHP.eB:优化用于小鼠和其他动物的中枢神经系统研究。
Anc80:基于祖先序列构建,具有多组织高效感染能力。
3. AAV的组织靶向性
AAV的组织偏好与其衣壳蛋白特性密切相关。通过选择不同的血清型,可以实现以下靶组织的高效基因递送:
组织类型 | 推荐血清型 |
---|---|
肝脏 | AAV8、AAV9、AAV-LK03 |
神经系统 | AAV9、AAV-PHP.B、AAV5 |
肌肉 | AAV1、AAV6、AAV8 |
眼部(视网膜) | AAV2、AAV4、AAV5 |
心脏 | AAV9、AAV8、AAV1 |
呼吸系统 | AAV5、AAV6 |
4. AAV包装效率的影响因素
血清型选择:不同血清型的复制效率和包装效率有所不同。
靶组织细胞受体:不同AAV血清型识别不同的细胞表面糖分子(如肝脏中识别肝素硫酸蛋白多糖)。
病毒基因组大小:AAV的基因组包装限制为4.7 kb,超出此范围会显著降低效率。
5. AAV的免疫原性
天然AAV血清型的免疫原性:如AAV2可能引发更强的中和抗体反应。
解决方案:
使用低免疫原性血清型(如AAV8、AAV9)。
针对中和抗体的基因衣壳变体(如重组AAV)。