AAV（腺相关病毒）因其免疫原性低、安全性高、宿主范围广、组织特异性、长期稳定表达等特点，已被广泛地应用在动物水平的基因表达、基因操作和基因治疗中。选择AAV治疗有利于能够精准靶向目标器官细胞，减少对其他器官的影响。
AAV的血清型主要是由AAV衣壳蛋白的结构所决定，不同的衣壳蛋白结构偏向识别结合特定的细胞表面受体，因此血清型的选择会影响AAV对不同器官/组织的感染效率；且根据靶器官/组织类型和AAV血清型类型的不同，推荐注射的AAV量也不同。
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接下来，以肾脏组织和胰腺组织为例，我们来一同探讨关于血清型的选择。
胰腺组织
在Jimenez, V等人研究中[1]，研究人员发现三种血清型对胰腺的侵染效率为：AAV6>AAV8>AAV9。在3E+12 vg的剂量下，AAV6和AAV8能够转染所有胰岛，而AAV9的转染效率相对较低，定量分析显示，约45%的β细胞被AAV6和AAV8转染（图1）。
图1 逆行胰管给药的AAV载体对胰岛和β细胞的转导[1]
Quirin K A等人[2]通过静脉给药对比了scAAV9和scAAV8对于胰腺的侵染能力，发现scAAV9＞scAAV8，在病毒注射量为1E+12 vg时，scAAV9能够侵染45%的胰腺细胞（图2）。随后他们通过逆行胰管给药，对比了scAAV6，scAAV8和scAAV9对于胰腺的侵染能力。结果表明这种给药方式下，scAAV6对于胰腺的侵染能力最高，能够侵染80%的胰腺细胞，可以有效转染胰腺的腺泡细胞、上皮细胞和间质细胞（图3）。
图2 AAV8和AAV9通过全身递送靶向胰腺的比较[2]
图3 逆行胰管给药不同血清型对胰腺的侵染情况[2]
常规血清型想要对胰腺有较好的侵染效果，通常要使用逆行胰管给药（图4A），这种给药方式创伤较大，难度较高。Chen M等人[3]使用衣壳优化的AAV8载体，采用尾静脉和腹腔注射的方式研究AAV在胰腺和胰腺肿瘤中的表达。研究人员生成了三种不同的酪氨酸-苯丙氨酸(Y-to-F)突变AAV8载体，并将它们的转导效率与野生型AAV8在小鼠模型中的正常胰腺和胰腺导管腺癌(PDAC)进行了比较。他们发现，双突变AAV8(Y447F+Y733F)在胰腺组织中表现出最高的转导效率，与野生型AAV8的7%相比，双突变AAV8(Y447F+Y733F)的mCherry表达达到45-70%。与野生型相比，该双突变体在正常胰腺中的载体基因拷贝数也高出7倍，在PDAC中的转导效率高出15倍。双突变AAV8(Y447F+Y733F)通过腹腔注射可以显著增强在胰腺中的基因表达，相比于尾静脉注射，腹腔注射可以使mCherry表达效率提高4.28-9.6倍。
图4 Y447F+Y733F-AAV8双突变体提高小鼠胰腺的转导效率[3]
肾脏组织
研究人员通过不同的给药方式验证了多种血清型对肾脏的侵染能力，结果表明AAV9血清型对于肾脏侵染能力最强。
Chung D C等人[4]，采用输尿管逆行注射的注射方式对比rAAV1，rAAV2，rAAV5，rAAV6，AAV6.1.2，AAV.rh8，rAAV7，rAAV8和rAAV9对于小鼠肾脏的侵染效率，发现rAAV8和rAAV9能够有效地感染小鼠肾小管细胞（图5）。
图5 不同血清型对肾小管的侵染[4]
在另一项研究中， Rocca C J 等人[5]通过肾静脉注射，对比了rAAV5，rAAV6，rAAV8和rAAV9在小鼠肾脏中的表达情况。实验结果表明rAAV6和rAAV8通过肾静脉注射能够转染肾脏，但主要局限于肾髓质区域，而rAAV9则能够高效转染肾皮质和髓质两个区域（图6）。共聚焦显微镜发现注射rAAV9 - GFP的肾脏中近端小管和肾小球呈GFP阳性，在肾小球中，足细胞和系膜细胞中均检测到GFP（图7）。
图6 肾静脉注射不同血清型对肾脏和其他器官的侵染[5]
图7 AAV9侵染肾脏免疫荧光图片[5]
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参考文献
