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
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插入片段接近或超过 AAV 4.7 kb 包装上限
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ITR 结构异常或不完整
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强二级结构,影响基因装载
2. 包装体系问题
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Rep / Cap 表达比例不合适
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Rep 活性不足,基因复制效率低
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转染条件不稳定(PEI 比例、细胞状态)
3. 生产工艺因素
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包装时间过短
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细胞应激或死亡
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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
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实际有效感染剂量被“稀释”
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表达效率低、不稳定
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实验重复性差
2.对体内实验 / 临床的风险
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增加 免疫反应
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消耗中和抗体配额
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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:
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优化载体长度与结构(<4.7 kb)
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调整 Rep / Cap 比例
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使用高效包装系统(如改良型 triple-plasmid system)
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延长合适的包装时间
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采用 CsCl 或 AEX 等可区分空壳的纯化方法
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增加空壳/实心壳比例检测(AUC、TEM、SEC-MALS)
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