Ⅰ. 基本原理与系统组成
Q1:什么是AAV病毒包装?
AAV(腺相关病毒,Adeno-Associated Virus)包装是指在包装细胞中共转染多种质粒,通过瞬时表达病毒所需的辅助基因,使携带目的基因的AAV载体(含ITR结构)被包装成感染性重组AAV颗粒的过程。
Q2:AAV的基本结构是什么?
天然AAV基因组为单链DNA,主要包含两个基因区域:
-
rep基因:负责病毒基因组复制与整合;
-
cap基因:编码病毒衣壳蛋白(VP1、VP2、VP3)。两端的 ITR序列(inverted terminal repeat)是病毒基因组复制和包装的必要信号。
Q3:AAV能否独立复制?
不能。AAV为“依赖型病毒”,必须在存在辅助病毒(如腺病毒或疱疹病毒)或提供相应辅助因子的条件下才能复制。实验中通过辅助质粒提供这些因子来实现。
Q4:AAV包装系统包含几个质粒?
常见为 三质粒系统:
-
Transfer plasmid(载体质粒):携带目的基因,位于ITR之间。
-
Rep/Cap plasmid:提供AAV的rep与cap基因。
-
Helper plasmid:提供来自腺病毒的辅助因子(E2A、E4、VA RNA等)。
Q5:什么是双质粒系统?
将Rep/Cap与Helper基因整合至同一个质粒,只需与transfer质粒共转染即可完成包装。此法提高了简便性和一致性,但灵活性较低。
Ⅱ. 细胞选择与培养条件
Q6:常用的AAV包装细胞有哪些?
HEK293T 细胞是最常用的包装细胞,因为其内源表达腺病毒E1基因,可有效支持AAV复制与包装。
Q7:细胞状态对包装效率的影响?
影响非常显著:
-
最佳接种密度为 70–90%融合度;
-
细胞应处于活跃增殖状态,无污染;
-
代数不宜过高(<30代);
-
低营养或过度密集都会降低病毒滴度。
Q8:培养条件?
推荐:DMEM + 10% FBS,不加抗生素,37°C、5% CO₂恒温培养。包装过程中避免频繁换液或血清浓度变化过大。
Ⅲ. 转染与病毒收集
Q9:AAV包装常用的转染方法?
-
化学法:PEI(常用)、Lipofectamine、CaCl₂-磷酸钙法;
-
其中 PEI 因性价比高、可放大性强,最为常用。
Q10:病毒收集时间?
-
第一次:转染后 48小时;
-
第二次:转染后 72小时;
每次收集上清液后使用 0.45 μm过滤膜 去除细胞碎片。
Ⅳ. 病毒纯化与滴度检测
Q12:AAV的常见纯化方法?
-
碘克沙醇(Iodixanol)密度梯度离心法(实验室标准方法);
-
CsCl密度梯度离心法(传统但操作复杂);
-
亲和层析法(Affinity Chromatography),如AVB column(适合大规模制备)。
Q13:如何检测AAV滴度?
常见方法包括:
-
qPCR法:检测ITR或转基因序列 → 得到 基因组滴度(vg/mL);
-
ELISA法:通过抗体检测AAV衣壳蛋白含量;
-
点杂交(Dot blot)或Southern blot:检测病毒DNA;
-
功能滴度法:感染目标细胞后测定基因表达效果。
Q14:vg/mL是否代表真实感染能力?
不是。vg/mL反映的是物理颗粒数,而非全部具备感染能力。实际感染性颗粒通常仅占总量的10–50%。
Ⅴ. 常见问题与故障排查
Q15:AAV滴度太低的原因?
可能原因包括:
-
转染效率不足(DNA纯度低、PEI质量差、细胞状态差);
-
收集时间不合适;
-
Rep/Cap质粒血清型不匹配;
-
Helper质粒活性不足;
-
培养基老化或营养不足。
Q16:纯化后病毒回收率低?
可能原因:
-
密度梯度操作不准确;
-
离心层取样错误;
-
样品过度稀释;
-
滤膜或离心管吸附造成损失。
Q17:感染后目的基因表达弱?
可能原因:
-
启动子活性不足;
-
AAV血清型与目标细胞不匹配;
-
感染MOI偏低;
-
目的基因本身表达效率低。
Q18:AAV出现凝集或沉淀?
可能原因:
-
病毒浓度过高导致颗粒聚集;
-
溶液pH不稳定;
-
保存条件不当。
-
解决方法:可在储存液中加入 0.001% Pluronic F-68 并保持PBS pH 7.4。
Q19:AAV如何保存?
-
短期(1周以内):4°C保存;
-
长期保存:-80°C小体积分装,避免反复冻融。
Ⅵ. 效率提升与优化建议
-
使用高纯度、去除内毒素的质粒;
-
转染前更换新鲜培养基;
-
避免使用抗生素;
-
上清收集后及时过滤除杂;
-
如需高滴度:可进行超速离心或柱层析浓缩;
-
合理选择AAV血清型(如AAV2、AAV8、AAV9等)以匹配不同组织靶向性
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。