选择合适的AAV血清型是实验成功的关键第一步,因为它直接决定了转导效率(感染哪个细胞)、靶向特异性(是否主要感染目标细胞)和免疫原性(是否会被预先存在的抗体中和)。
一、核心原则:根据您的目标细胞/组织类型选择
这是选择AAV血清型的首要和决定性因素。不同的AAV血清型对不同的组织和细胞有天然的“亲和力”(趋向性)。
以下是目前最常用的AAV血清型及其主要靶向组织:
| 血清型 | 主要靶向组织(体内) | 特点与备注 |
| AAV1 | 骨骼肌、心肌、神经元 | 在肌肉和神经元中效率较高。 |
| AAV2 | 肝脏、神经元、视网膜、肾脏 | 最早被广泛研究,趋向性广但效率中等;容易被人体内预存的中和抗体识别。 |
| AAV5 | 视网膜色素上皮细胞、胰腺、肺、神经元 | 与其他血清型差异较大,不易被抗AAV2的抗体交叉中和。 |
| AAV6 | 骨骼肌、心肌、肝、肺 | 与AAV1类似,但对心肌的转导效率可能更高。 |
| AAV8 | 肝脏、胰腺、视网膜、心肌、骨骼肌 | 肝脏转导效率极高,是肝靶向研究的首选之一。 |
| AAV9 | 心脏、中枢神经系统、肝脏、骨骼肌、胰腺 | 穿透血脑屏障能力很强,是神经系统和心脏疾病研究的明星血清型。 |
| AAV-DJ | 肝、心、脑、视网膜等(混合趋向性) | 人工设计的嵌合血清型,具有非常广泛的细胞亲和性,适合体外筛选或体内多组织靶向。 |
| AAV-DJ/8 | 肝 | AAV-DJ的变体,进一步增强了肝脏趋向性。 |
| AAVrh10 | 中枢神经系统、视网膜、肌肉、肝 | 与AAV9类似,具有良好的CNS转导能力,且预存抗体率可能较低。 |
简单总结:
靶向肝脏: 优先考虑 AAV8, AAV9, AAV-DJ。
靶向中枢神经系统: 优先考虑 AAV9, AAVrh10, AAV-PHP.eB/PHP.S(后者是经过工程化、对小鼠血脑屏障穿透性极强的变体)。
靶向视网膜:
- 光感受器细胞:AAV5, AAV8, AAV9。
- 视网膜色素上皮细胞:AAV1, AAV5, AAV8。
靶向肌肉(骨骼肌/心肌): 优先考虑 AAV1, AAV6, AAV8, AAV9。
靶向肺: 优先考虑 AAV5, AAV6, AAV9。
二、其他关键考量因素(进阶)
除了组织趋向性,以下几点也至关重要:
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免疫原性:
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预存中和抗体: 很多人和动物体内已存在针对常见AAV血清型(如AAV2, AAV8, AAV9)的中和抗体。如果存在,病毒在注射前就会被清除,导致实验失败。
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解决方案:
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在注射前,检测实验动物(或患者)血清中的中和抗体滴度。
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选择预存抗体率较低的血清型,如 AAV5 或 AAVrh10。
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使用来自非人灵长类动物的稀有血清型(如AAVrh8, AAVrh10)。
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注射途径:
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同样的血清型,不同的注射方式会导致不同的感染模式。
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局部注射(如脑内立体定向注射、肌肉内注射):病毒集中在局部,适合局部疾病模型。
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全身性注射(如尾静脉、腹腔注射):病毒会分布到全身,适合全身性疾病。静脉注射时,AAV8和AAV9 对肝脏和心脏的靶向效率非常高。
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动物模型:
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不同物种对同一AAV血清型的反应可能不同。例如,AAV-PHP.B 对C57BL/6小鼠血脑屏障穿透性极强,但对其他品系小鼠或非人灵长类动物无效。
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务必查阅在您使用的特定动物模型上的文献。
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包装容量:
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AAV的基因组包装上限约为4.7 kb。如果您的目的基因加上启动子、PolyA等调控元件超过此限制,需要考虑使用双载体系统或寻找更小的启动子。
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启动子选择:
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血清型决定了病毒能否进入细胞,而启动子决定了基因在哪些细胞中表达。选择组织特异性启动子(如肝脏特异性启动子TBG,神经元特异性启动子hSyn)可以进一步增强靶向特异性,减少脱靶效应。
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三、总结
选择合适的AAV血清型是一个多因素决策过程:
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首要因素: 目标组织/细胞类型。
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关键验证: 查阅相关文献和在自身模型中进行预实验。
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重要考量: 免疫原性、注射途径、动物物种和启动子。
没有“万能”的血清型,最佳选择永远是针对您的特定实验需求而定制的。
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