
腺相关病毒(AAV)的包装容量主要受其衣壳物理空间的限制,通常认为其最大包装能力约为 4.7–5.0 kb(千碱基对)。这一限制源于AAV天然基因组的长度(约4.7 kb),超出此范围的DNA可能无法被有效包装到病毒颗粒中,导致产量显著下降或载体不稳定。
1.天然限制
AAV的基因组是单链DNA,包含两个开放阅读框(Rep和Cap)及两端的反向末端重复序列(ITRs)。为成功包装,外源基因(包括启动子、目的基因、polyA信号等)的总长度需控制在 4.7–5.0 kb以内。
2.超容量的挑战
超过5.0 kb时,包装效率急剧下降,可能导致病毒滴度低或载体不完整。
滴度下降:病毒包装效率降低,影响感染能力。
基因不稳定:可能出现部分基因组缺失或不完整病毒颗粒。
细胞内表达异常:超长基因可能影响转录和翻译效率。
3.突破容量限制的策略
双载体系统(Dual-vector):将大基因拆分为两段,分别装载到两个AAV中,通过以下方式在细胞内重组:
- 重叠序列:两段DNA设计有同源重叠区,依赖细胞内的同源重组修复。
- 反式剪接:利用ITR介导的重组(如hybrid或trans-splicing系统)。
此方法可将递送能力提升至约9–10 kb,但重组效率因细胞类型和设计而异。
缩短调控元件:使用微型启动子(如CAG的缩短版本)或优化polyA信号以减少非编码区长度。
自互补AAV(scAAV):双链DNA结构可加速表达,但包装容量减半(约2.2–2.5 kb),仅适用于小基因。
4.注意事项
不同血清型(如AAV2、AAV5、AAV9)的包装容量无明显差异,均受限于衣壳大小。
基因过大时优先考虑双载体系统,但需优化拆分位点和提高重组效率(如使用蛋白酶体抑制剂增强双AAV共感染)。
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IIT、IND及BLA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。
