
一、AAV病毒(wild-type AAV,野生型腺相关病毒)
定义
AAV病毒指的是自然界中存在的、具有完整病毒生命周期的腺相关病毒。
它是一种 非致病性、依赖型 DNA 病毒,属于 Parvoviridae 科、Dependoparvovirus 属。
项目 | 内容 |
基因组结构 | 约 4.7 kb 的单链 DNA,包含三个主要区域:Rep、Cap、ITR。 |
依赖性 | 自身不能独立复制,需要“辅助病毒”(如腺病毒或疱疹病毒)共同感染时才会完成复制。 |
感染范围 | 能感染多种哺乳动物细胞(包括人类),但天然感染一般不会引起疾病。 |
组成成分 | – 衣壳蛋白(VP1/2/3) 由 Cap 基因编码。 |
– 复制蛋白(Rep78/68/52/40) 由 Rep 基因编码。 | |
– ITR(Inverted Terminal Repeat) 是复制和包装信号。 | |
功能 | 完整病毒可以感染、整合、复制并产生新的病毒颗粒。 |
二、AAV载体(recombinant AAV, rAAV)
定义
AAV载体是 人工改造的 AAV 病毒系统,保留衣壳结构,但删除了病毒自身的复制基因(Rep)和衣壳基因(Cap),改而装载外源治疗基因或报告基因。
改造原理
AAV 基因组原本是这样:
AAV 载体把中间的 Rep、Cap 删除,换成外源基因表达盒:
Rep 和 Cap 在包装时由“辅助质粒”提供,因此载体本身无法再复制或产生新的病毒颗粒。
项目 | 内容 |
复制能力 | 不能自我复制,也不会整合进宿主基因组(以游离环状形式存在)。 |
组成成分 | 只保留 ITR + 外源基因。衣壳仍然来自 Cap 蛋白。 |
生产方式 | 在包装细胞中共转染 3 个质粒(载体质粒、包装质粒、辅助质粒),产生重组 AAV 病毒颗粒。 |
用途 | 基因治疗(如Zolgensma, Luxturna)、功能基因研究、神经环路追踪等。 |
安全性 | 极高——没有 Rep/Cap,不能扩增,也几乎不整合入基因组。 |
三、AAV病毒 vs AAV载体 对比表
项目 | AAV病毒 (wild-type AAV) | AAV载体 (recombinant AAV) |
基因组成 | 含 Rep、Cap、ITR | 只保留 ITR + 外源基因 |
是否能复制 | 可以(需辅助病毒) | 不可以 |
是否能包装新病毒 | 可以 | 不可以 |
是否整合入宿主基因组 | 可能(部分整合) | 很少整合,主要以环状存在 |
生物安全性 | 较高(天然无致病性) | 极高(无自我复制能力) |
主要用途 | 病毒学研究、基因调控研究 | 基因治疗、研究工具 |
生产方式 | 需辅助病毒感染 | 三质粒系统共转染产生 |
代表产品 / 应用 | 基础研究(罕见) | Zolgensma、Luxturna、AAV-GFP等 |
四、三质粒包装系统(生产rAAV的常规方法)
rAAV 一般通过以下系统生产:
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载体质粒(vector plasmid)
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含有 ITR-外源基因-ITR。
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决定你要表达的内容。
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包装质粒(packaging plasmid)
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提供 AAV 的 Rep 和 Cap 基因。
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Cap 的种类决定血清型(如 AAV2, AAV9 等)。
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辅助质粒(helper plasmid)
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提供腺病毒的辅助因子(E2A, E4, VA RNA 等),让 AAV 能在无腺病毒情况下复制包装。
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三者共转染 HEK293 细胞 → 细胞内产生完整的 AAV 颗粒 → 提取、纯化 → 得到 重组 AAV 载体病毒颗粒。
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