1. 衣壳血清型和工程改造
AAV有多种天然血清型(如AAV1-AAV9),它们各自具有不同的组织嗜性(tropism),即对不同组织或器官的优先感染能力。例如:
AAV9:可跨越血脑屏障,高效感染中枢神经系统(CNS)和心脏。
AAV8:高效感染肝脏。
AAV1:对骨骼肌具有较强的亲和力。
此外,衣壳工程改造(如点突变、基因拼接或嵌合AAV)可以优化病毒的靶向能力,使其更专一地感染特定器官。例如,PHP.B、PHP.eB是改造版AAV,能更高效地穿透血脑屏障感染小鼠大脑。
2. 启动子选择
AAV的基因载体中通常包含一个组织特异性启动子,用以驱动目标基因的表达。例如:
肝脏特异性启动子(如TTR、Liver-specific promoter):限制基因表达在肝脏。
神经特异性启动子(如Synapsin, GFAP):让基因在神经细胞中特异性表达。
3. 系统给药/局部给药
AAV可通过不同的给药方式影响其靶向能力:
静脉注射(IV):适用于全身系统递送,如AAV9能进入血流并感染多个器官。
脑室内注射:用于靶向中枢神经系统。
眼内注射(玻璃体或视网膜下腔):可直接感染视网膜细胞。
4. 配体修饰(受体相互作用)
AAV感染宿主细胞的关键步骤是与细胞表面受体结合,不同AAV血清型具有不同的受体。例如:
AAV2 主要通过肝素硫酸蛋白多糖(HSPG)结合,适用于肝脏和神经组织感染。
AAV9 识别LAMR1受体,使其能跨越血脑屏障进入CNS。
通过衣壳蛋白修饰或基因工程改造,可以优化AAV的受体识别能力,提高靶向性。
5. 免疫屏障与个体差异
个体对AAV的免疫反应也会影响其器官靶向性,例如血清中已有的AAV中和抗体可能降低感染效率。因此,在临床应用中,可能需要进行免疫抑制或使用新型变体以避开宿主免疫系统。
AAV的器官靶向性由其血清型、衣壳修饰、启动子、递送途径和宿主免疫反应等多个因素决定。通过合理选择和工程改造AAV,可以优化其在特定组织中的感染效率,为基因治疗提供更精准的工具。