AAV衣壳和空壳病毒区别

2026年1月8日
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一、AAV 衣壳(Capsid)是什么?

AAV 衣壳是包裹在 AAV 病毒最外层的蛋白外壳,主要由 VP1 / VP2 / VP3 三种结构蛋白按固定比例组装而成(约 1:1:10)。

1.衣壳的核心作用

决定感染谱(tropism)

  • 不同血清型(AAV2、AAV5、AAV8、AAV9 等)的衣壳蛋白不同 → 识别的细胞受体不同 → 组织/细胞偏好不同

介导病毒入胞与核转运

  • VP1 区域含 PLA2 结构域,参与内体逃逸

影响免疫原性

  • 衣壳是机体产生中和抗体的主要靶点

影响体内表达效率与持久性

二、什么是 AAV 空壳病毒(Empty Capsid)?

空壳病毒是指:结构完整的 AAV 衣壳,但内部不含目的基因(不含 ssDNA 或 scDNA)

在 AAV 包装过程中,衣壳蛋白可以正常组装,但未成功装入基因组,就会形成空壳。

三、空壳 vs 实心壳(Full Capsid)

项目 空壳病毒 实心病毒
是否含目的基因 ❌ 不含 ✅ 含
是否能表达基因 ❌ 不能 ✅ 能
结构 与实心壳几乎相同 完整
qPCR 能否检测 ❌ 检不出 ✅ 可检测
ELISA/衣壳检测 ✅ 可检测 ✅ 可检测
生物学活性 ❌ 无功能 ✅ 有功能

👉 所以你会看到:vg/mL 低,但 capsid/mL 或 GC/mL 看起来不低

四、为什么会产生大量空壳?

常见原因包括:

1. 载体设计问题

  • 插入片段接近或超过 AAV 4.7 kb 包装上限

  • ITR 结构异常或不完整

  • 强二级结构,影响基因装载

2. 包装体系问题

  • Rep / Cap 表达比例不合适

  • Rep 活性不足,基因复制效率低

  • 转染条件不稳定(PEI 比例、细胞状态)

3. 生产工艺因素

  • 包装时间过短

  • 细胞应激或死亡

  • 纯化方法无法有效区分空壳与实心壳

五、空壳多有什么影响?

1.对科研实验的影响

  • 实际有效感染剂量被“稀释”

  • 表达效率低、不稳定

  • 实验重复性差

2.对体内实验 / 临床的风险

  • 增加 免疫反应

  • 消耗中和抗体配额

  • 提高给药剂量但不增加疗效

👉 临床级 AAV 对 空壳比例 要求非常严格

六、如何降低空壳比例?

常见优化策略包括:

  • 优化载体长度与结构(<4.7 kb)

  • 调整 Rep / Cap 比例

  • 使用高效包装系统(如改良型 triple-plasmid system)

  • 延长合适的包装时间

  • 采用 CsCl 或 AEX 等可区分空壳的纯化方法

  • 增加空壳/实心壳比例检测(AUC、TEM、SEC-MALS)

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IITINDBLA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。

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