腺相关病毒(Adeno-Associated Virus, AAV)是一种单链DNA病毒,属于细小病毒科(Parvoviridae)依赖病毒属(Dependoparvovirus)。AAV具有广泛的宿主范围,能够感染多种哺乳动物细胞,包括人类、非人灵长类、小鼠、大鼠、犬等。其宿主范围特点如下:

1. 广泛的哺乳动物感染性

AAV可以感染多种哺乳动物细胞,但由于其复制依赖腺病毒(AdV)或单纯疱疹病毒(HSV)等辅助病毒,因此通常不会引起明显的细胞病变。

2. 主要宿主

人类(Human):AAV广泛存在于人群中,常见的血清型如AAV2、AAV9等能够感染多种人体细胞类型。

灵长类(Non-human primates):如恒河猴(Rhesus macaques)等,也是AAV研究中的重要模型动物。

啮齿类(Rodents):如小鼠、大鼠,对AAV的研究广泛基于这些动物模型,尤其在基因治疗和神经科学研究中。

犬(Dogs):某些AAV血清型可用于犬的基因治疗研究,如AAV8和AAV9在犬模型中用于肌肉和心血管疾病研究。

其他哺乳动物:研究显示AAV能够感染猪、兔、猫等,但其生物学效应因血清型和组织类型不同而异。

3. 组织嗜性(Tropism)

不同血清型的AAV表现出不同的组织嗜性(Tropism),即对不同宿主组织和细胞类型的选择性。例如:

AAV2:对神经元、肝细胞、上皮细胞具有较强感染能力。

AAV8:对肝脏有很高的转导效率。

AAV9:能够跨血脑屏障,适用于神经系统疾病研究。

AAV1、AAV6:偏向于骨骼肌和心脏组织。

4. 限制因素

虽然AAV宿主范围广泛,但仍存在一定的限制:

需要辅助病毒:AAV本身无法独立复制,必须依赖腺病毒(AdV)、单纯疱疹病毒(HSV)等辅助病毒的帮助。

宿主免疫反应:不同宿主对AAV的免疫应答不同,影响其感染效率和持久性。

细胞表面受体:AAV不同血清型依赖不同的细胞表面受体,如AAV2主要依赖肝素硫酸蛋白多糖(HSPG),而AAV9可以识别唾液酸受体,这决定了其组织嗜性和宿主范围。

5. 在基因治疗中的应用

由于AAV的安全性和低致病性,它被广泛用于基因治疗,特别是在神经系统疾病、肌肉疾病、眼部疾病、肝脏疾病等研究中。例如:

AAV9 在脊髓性肌萎缩症(SMA)的基因治疗中表现出良好的效果(如Zolgensma)。

AAV8 适用于肝脏靶向基因治疗(如血友病治疗)。

AAV2 已用于眼科疾病治疗(如Luxturna用于治疗Leber先天性黑蒙)。

AAV具有广泛的宿主范围,能够感染人类、非人灵长类、啮齿类、犬及其他哺乳动物,但其感染能力受辅助病毒、宿主免疫反应和细胞表面受体的影响。由于其安全性和基因递送能力,AAV已成为基因治疗和生物医学研究的热门工具。