AAV 长期存放后还能否继续使用?

2026年3月30日
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AAV(腺相关病毒)因具有较好的物理化学稳定性,被广泛应用于基因治疗研究与递送开发中。因此,在实际研发过程中,AAV 样本常被默认视为“低温保存即可长期稳定”的材料。

但对于存放 1–2 年 的 AAV 样本而言,真正需要关注的风险,往往并不只是“是否降解”,而是其生物活性是否已经发生隐性丧失。

常规 qPCR 或 ddPCR 检测得到的 vg/mL,只能说明病毒基因组仍然存在;而实验能否获得稳定、可重复的转导结果,则取决于 AAV 从细胞进入、内体逃逸、入核到表达这一整条感染链路是否仍然完整。

因此,对于长期保存的 AAV 样本,仅依赖滴度判断是否可用,通常是不够的。本文从失效机制、关键检测项目与处理建议三个层面,对 AAV 长期存放后的复核思路进行系统整理,供研发与实验人员参考。

一、AAV 长期存放后的主要失效机制

AAV 的失效,通常并不首先表现为病毒 DNA 的明显降解,更常见的问题是衣壳结构与功能受损,从而导致感染效率下降或表达失败。

1. VP1 构象变化导致内体逃逸功能受损

AAV 衣壳由 VP1、VP2、VP3 组成,其中 VP1 的 N 端包含磷脂酶 A2(PLA2)结构域。该结构域在 AAV 感染过程中承担关键作用,尤其与内体逃逸(endosomal escape)密切相关。

在长期低温保存、反复冻融或温度变化较大的条件下,VP1 可能发生以下变化:

  • 蛋白去折叠(unfolding)
  • 构象遮蔽
  • 异常暴露

其结果是:AAV 虽然仍可进入细胞,但无法有效从内体中释放,继而影响入核与后续表达。此类问题通常不会直接体现在 qPCR 滴度变化中,因此容易被忽视。

2. 管壁吸附与聚集造成隐性损耗

除构象变化外,AAV 在长期存储过程中还可能发生:

  • 界面吸附(interface adsorption)
  • 疏水驱动聚集(aggregation)

这类变化可能带来以下影响:

  • 表观滴度下降
  • 形成大颗粒复合体
  • 细胞摄取效率降低
  • 体内分布偏差增大

在普通耗材中,AAV 的吸附损耗通常更明显,因此建议在长期保存、分装及低浓度操作时,优先选择低吸附耗材,如 Protein LoBind 管,以减少非特异性损失。

二、长期存放 AAV 的四项关键复核实验

对于保存时间较长的 AAV 样本,建议至少从以下四个维度进行复核,以综合判断其是否仍适用于后续研究。

1. 滴度复核:qPCR / ddPCR

目的:确认病毒基因组是否完整,是否存在明显的 genome leakage 或结构性损伤。

操作建议:

  • 优先设计针对 ITR 区域 的引物
  • 同时检测 ITR 与 GOI(目的基因)
  • 与原始批次记录进行对比分析

参考判定:

  • 若滴度较原始记录下降 超过 0.5 log,应认为样本可能已发生明显损伤,需谨慎使用

需要注意的是,滴度检测只能说明“基因组是否仍在”,并不能代表“感染功能是否仍然完整”。

2. 聚集检测:DLS

动态光散射(DLS)是评估长期存放 AAV 样本状态的重要工具,尤其适用于判断是否存在聚集风险。

重点关注以下指标:

(1)平均粒径(Z-average)

  • 正常 AAV 粒径一般约为 25–30 nm
  • 若平均粒径 大于 40 nm,通常提示存在聚集

(2)PDI(多分散指数)

  • < 0.15:理想
  • 0.15–0.25:可接受
  • > 0.3:需警惕
  • > 0.4:通常不建议继续使用

(3)强度分布(Intensity PSD)

即使平均粒径处于正常范围,也应重点观察主峰右侧是否出现 100–500 nm 的弱峰。
若存在此类信号,即便占比很低,也提示样本中可能已形成不可逆聚集体。

常见误区:平均粒径正常,并不等于样本状态正常。实际判断时,应结合 PDI 与强度分布综合分析。

3. 功能验证:评估“是否还能用”的核心实验

在所有复核项目中,体外功能验证是最直接、最关键的一步。因为它能够真正回答:该 AAV 样本是否仍具备有效转导能力。

推荐细胞模型:

  • AAV2 / AAV5 / AAV8:HEK293T(建议不超过 20 代)
  • AAV9 / AAV-DJ:推荐 Huh7 或 AAVR 过表达细胞

注:AAV9 在 HEK293T 上的转导效率通常偏低,如需提高分辨率,可根据实验体系考虑加入低剂量 Etoposide 辅助评估。

MOI 建议:

建议至少覆盖 3 个梯度,例如:

  • 1×10⁴vg/cell
  • 5×10⁴vg/cell
  • 1×10⁵ vg/cell

检测时间建议:

  • CMV 启动子:约 48 h
  • hSyn / CAG 启动子:约 72 h

读数方式:

优先采用流式细胞术(Flow Cytometry),记录:

  • 阳性细胞比例(%)
  • MFI(平均荧光强度)

建议判定方式:

可定义相对活性为:

相对活性=样本 MFI/对照 MFI

参考标准如下:

  • ≥ 0.8:功能基本正常
  • 0.6–0.8:可用,但建议谨慎解释实验结果
  • < 0.5:通常不建议进入体内实验

4. 衣壳纯度检查:SDS-PAGE

目的:评估 VP1 / VP2 / VP3 的组成比例是否正常,并观察是否存在蛋白降解。

正常参考比例:

  • VP1 : VP2 : VP3 ≈ 1 : 1 : 10

风险信号包括:

  • 条带拖尾(smear)
  • 异常降解条带
  • VP1 或 VP2 明显减弱

若出现上述情况,通常提示衣壳蛋白完整性已受影响,需进一步结合功能实验综合判断。

三、样本出现异常后的处理建议

如果 AAV 样本已出现一定程度聚集或活性下降,但仍希望评估其可挽救性,可考虑以下处理方式。

1. 去除大颗粒聚集体

推荐操作:

  • 12,000 rpm
  • 4℃
  • 10 min
  • 取上清使用

作用:

  • 减少大颗粒带来的细胞毒性
  • 降低给药分布偏差
  • 改善后续实验一致性

2. 适量补加稳定剂

推荐使用低浓度表面活性剂以减少吸附与聚集,例如:

  • Pluronic F-68
  • 终浓度建议:0.001%

其主要作用包括:

  • 降低管壁吸附
  • 提高颗粒分散性
  • 减少操作过程中的隐性损耗

3. 优化稀释体系

不建议长期仅使用 PBS 作为 AAV 稀释体系。更推荐:

  • PBS + 0.001% Pluronic F-68
  • 或商业化 AAV buffer

尤其在低浓度分装和小体积操作时,优化缓冲体系有助于降低样本损失。

4. 采用温和解冻方式

推荐在冰上缓慢解冻,避免:

  • 37℃ 快速复温
  • 反复冷热切换
  • 高温或局部热源附近操作

过快的温度变化可能增加衣壳蛋白的构象应力,从而加重功能损伤风险。

四、推荐的复核决策路径

对于长期存放的 AAV 样本,可按以下流程进行快速判断:

Step 1:滴度复核

若 qPCR / ddPCR 结果较原始记录下降 > 0.5 log

→ 建议慎用

Step 2:聚集评估

若 DLS 检测显示:

  • PDI > 0.3
  • 或存在明显的大颗粒峰

→ 建议先处理后再评估,必要时放弃使用

Step 3:功能验证

若样本转导实验中:

  • MFI 低于对照的 50%

→ 通常不建议进入体内实验

五、总结

AAV 并不是一个只要低温保存就可以长期“默认稳定”的普通试剂。对于长期存放样本而言,真正需要关注的并不是“滴度是否还在”,而是其结构完整性与转导功能是否仍然可靠。

从实际研发角度来看,qPCR/ddPCR 可作为初步筛查手段;DLS 和 SDS-PAGE 有助于识别聚集与衣壳异常;而体外功能验证才是判断 AAV 是否还能继续使用的关键依据。

对于存放时间较长的样本,与其单纯依赖 vg/mL 数据,不如增加一次 48–72 小时的功能复核。很多情况下,这一步能够有效避免后续实验偏差、动物资源浪费以及项目进度延误。

一句话总结:AAV 的稳定性,不仅是“滴度还在”,更重要的是“感染功能还在”。

参考文献

  1. Kostelic MM, et al. Anal Chem. 2022.
  2. Xu Y, et al. Eur J Pharm Sci. 2022.
  3. Thomas SP, et al. BMC Biotechnol. 2024.

关于派真

作为一家专注于AAV 技术十余年,深耕基因治疗领域的CRO&CDMO,派真生物可提供从载体设计、构建到 AAV、慢病毒和 mRNA 服务的一站式解决方案。凭借深厚的技术实力、卓越的运营管理和高标准的服务交付,我们为全球客户提供一站式CMC解决方案,包括从早期概念验证、成药性评估到IITINDBLA的各个阶段。

 

凭借我们独立知识产权的π-alphaTM 293 细胞AAV高产技术平台,我们能将AAV产量提高多至10倍,每批次产量可达1×10¹⁷vg,以满足多样化的商业化和临床项目需求。此外,我们定制化的mRNA和脂质纳米颗粒(LNP)产品及服务覆盖药物和疫苗开发的各个阶段,从研发到符合GMP的生产,提供端到端的一站式解决方案。

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