AAV(腺相关病毒,Adeno-Associated Virus)的血清型(serotype)与其衣壳蛋白(capsid protein)之间关系非常密切。简单来说,血清型的区别主要由衣壳蛋白序列的差异决定,而衣壳蛋白的结构又直接决定了病毒的受体识别、组织嗜性(tropism)以及免疫学特性。
一、AAV的基本结构
AAV为非包膜的单链DNA病毒,直径约25 nm,主要由:
-
衣壳蛋白(Capsid proteins):VP1、VP2、VP3
-
基因组(Genome):单链DNA(约4.7 kb),两端为ITR序列(Inverted Terminal Repeat)
二、衣壳蛋白与血清型的关系
| 成分 | 说明 |
| 衣壳组成 | AAV衣壳由60个蛋白亚基组成,比例约为 VP1:VP2:VP3 = 1:1:10。 |
| 编码基因 | 这些蛋白均由cap基因编码,通过不同起始密码子翻译产生。 |
| 血清型差异来源 | 不同血清型的cap基因序列差异(尤其是VP3区域)导致衣壳表面氨基酸组成不同,从而决定其抗原性和组织嗜性。 |
三、血清型(Serotype)的定义与分类
AAV共有十多个天然血清型(AAV1–AAV13),此外还有人工改造型(如AAV-DJ、AAV-PHP.B等)。
各血清型的区别主要体现在:
- 衣壳表面结构不同 → 影响受体结合;
- 抗原性不同 → 与宿主免疫反应差异;
- 转导效率和靶向组织不同。
四、衣壳蛋白决定的关键特性
1.受体结合特异性
- AAV2:主要识别肝素硫酸蛋白聚糖(HSPG)
- AAV5:识别唾液酸受体
- AAV9:可跨血脑屏障,识别N-乙酰唾液酸受体
2.组织嗜性(Tropism)
不同血清型衣壳蛋白的结构决定其进入细胞的能力和组织分布:
| 血清型 | 主要靶组织 | 典型用途 |
| AAV1 | 骨骼肌、心肌 | 肌肉基因治疗 |
| AAV2 | 肝脏、视网膜 | 经典研究型 |
| AAV8 | 肝脏 | 肝脏基因治疗 |
| AAV9 | 肌肉、CNS | 系统性治疗、神经系统研究 |
3.免疫原性差异
衣壳氨基酸差异导致不同血清型对中和抗体的敏感性不同。例如,已有AAV2免疫者对AAV8或AAV9可能免疫交叉较弱。
五、人工改造的衣壳与新型血清型
通过定向进化或点突变可以改变衣壳蛋白序列,得到新型AAV:
-
AAV-DJ:融合AAV2、AAV8、AAV9的cap基因,兼具高效与低免疫性。
-
AAV-PHP.B / AAV-PHP.eB:对CNS具有高转导效率。
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。