腺相关病毒(Adeno-Associated Virus,AAV)的血清型决定了其感染能力,而多种因素都会影响其感染效率,主要包括以下几个方面:

1. 血清型特异性

AAV的不同血清型(如AAV1- AAV9等)具有不同的细胞和组织亲和性。例如:

AAV9 能高效穿透血脑屏障,适用于中枢神经系统(CNS)递送。

AAV8 在肝脏表达较高,常用于肝脏相关基因治疗。

AAV1 和 AAV6 适合感染肌肉组织。

AAV2 具有较好的神经系统亲和性。

2. 受体结合能力

AAV感染宿主细胞的第一步是病毒衣壳与细胞表面受体结合,不同血清型使用的受体不同。例如:

AAV2:主要依赖肝素硫酸蛋白聚糖(HSPG)。

AAV5:与唾液酸受体结合。

AAV9:结合 37/67kDa 层粘连蛋白受体(laminin receptor)。

细胞是否表达这些受体直接影响AAV的感染能力。

3. 细胞内吞作用和运输

AAV进入细胞后需要被有效地内吞、运输至细胞核并释放其基因组。内吞途径(如克拉思蛋白介导的内吞或巨胞饮作用)以及细胞内运输效率都会影响感染能力。

4. 血清中和抗体

体内已有的中和抗体(如来自于自然感染或之前的基因治疗)会降低AAV的感染能力。例如,AAV2在普通人群中具有较高的血清抗体阳性率,可能影响其在临床应用中的效果。

5. 组织屏障和免疫系统

血脑屏障(BBB)限制了大多数AAV进入中枢神经系统,AAV9是少数能有效跨越BBB的血清型。

免疫系统的先天和适应性免疫反应(如T细胞介导的清除)可能降低AAV的感染能力,尤其是当重复给药时。

6. 转基因表达调控

即使AAV成功感染细胞,转基因的表达水平也受启动子(Promoter)、增强子(Enhancer)以及染色质环境的影响。例如,特定启动子可能在某些组织中表现较高,而在其他组织中表现较低。

7. 基因组包装及纯度

AAV的基因组是否正确包装、是否存在截短或不完整的DNA会影响其感染效率。

生产过程中可能产生空壳病毒颗粒,这些空壳不会携带基因组,可能影响实际感染效率。

8. 给药方式

不同的给药方式(如静脉注射、脑室注射、肌肉注射等)会影响AAV的体内分布和感染能力。例如,AAV9通过静脉注射可以广泛分布,而AAV8主要富集在肝脏。

AAV的感染能力受血清型、受体结合、细胞内运输、免疫屏障、转基因表达、基因组完整性以及给药方式等多个因素的影响。在基因治疗研究中,选择合适的AAV血清型和优化递送策略至关重要。