腺相关病毒(AAV),因为具有高安全性、高细胞感染性、高细胞特异性、长时间稳定表达等优势,被认为是目前最具前景的基因治疗载体。
美国食品药品监督管理局FDA在年批准了SparkTherapeutic的AAV基因疗法Luxturna,用于治疗RPE65变异导致的视网膜营养不良。这是美国批准的第一款真正意义上的基因疗法,也是世界上第一个基于AAV病毒递送的基因疗法。
年,FDA批准了诺华(Novartis)公司旗下AveXis公司开发的AAV基因疗法Zolgensma,用于治疗特定的脊髓性肌肉萎缩症(SMA)。
AAV基因疗法的成功,大大促进了AAV介导的基因治疗的临床试验,截止到目前,已有近项AAV基因治疗临床试验在进行,但是,这其中并没有针对遗传性耳聋的AAV基因治疗临床试验,很大程度是因为目前缺少针对性的AAV血清型。因此,找到或开发能够安全高效感染人内耳组织细胞的AAV血清型,就显得尤为重要和紧迫。
年10月,中科院神经所杨辉研究员、复旦大医院李华伟、舒易来作为共同通讯作者,在CellDiscovery杂志发表题为:ScreenedAAVvariantspermitefficienttransductionaccesstosupportingcellsandhaircells的研究论文。
该论文比较了AAV8、AAV9,以及AAV-PHP.eB和AAV-DJ这四种AAV血清型对耳蜗毛细胞和支持细胞的感染效率。
该研究发现:
AAV8、AAV9、AAV-PHP.eB这三种血清型对内毛细胞(IHC)的感染效率都很高,其中AAV-PHP.eB效果最好;
AAV-PHP.eB对外毛细胞(OHC)的感染效率最好;
AAV-DJ对支持细胞(SC)的感染效率最好;
该研究还发现,AAV-PHP.eB感染毛细胞时只需要3×10E9的病毒量,即可达到近%的感染效率,效率更高,而且病毒用量低于之前报道的AAV2.7m8、Anc80L65和PHP.B等血清型。AAV-DJ感染支持细胞时,只需要1×10E10的病毒量,即可达到相对较高的感染效果,病毒用量远低于之前的一些研究中认为的病毒用量。总体而言,这些实验结果表明,AAV-PHP.eB和AAV-DJ对于将基因递送到内耳组织具有广阔的前景,可用于基础研究和基因治疗。除了CellDiscovery发表的这项验证目前已有的AAV血清型对内耳组织细胞的感染效率,我国学者也有开发针对性的新型AAV血清型,用于高效感染内耳组织。
年8月19日,上海科技大学iHuman研究所钟桂生研究员、东南大学柴人杰、复旦大医院李华伟作为共同通讯作者,在NatureCommunications杂志发表了题为:AAV-ieenablessafeandef?cientgenetransfertoinnerearcells的研究论文。该研究开发出一种可用于耳聋基因治疗的AAV新变体,命名为AAV-ie(AAV-innerear)。相较于传统的AAV血清型,AAV-ie能够高效且安全的靶向小鼠内耳的各种组织细胞且在支持细胞上显示出优于其他AAV的感染率。而且,AAV-ie也能高效感染人的内耳组织细胞,提示其具有临床应用的潜力。
研究人员对现有AAV载体AAV-DJ进行了改造,在AAV-DJ的衣壳蛋白中插入一些特定的短肽得到了AAV突变体,然后体内注射感染小鼠耳蜗,实验结果显示,AAV-ie对支持细胞的感染率优于其他AAV血清型。
AAV-ie高效感染小鼠耳蜗支持细胞
同时,研究人员也对AAV-ie的安全性进行了验证,通过扫描电镜和听力测试等手段发现AAV-ie并不影响毛细胞的形态和小鼠听力。这些结果提示AAV-ie是一个安全且高效的载体。
AAV-ie是一个安全的病毒载体
为探索AAV-ie的临床应用的可能性,研究人员用AAV-ie-mNeonGreen感染病人的内耳组织样本。结果显示其也能高效的感染人的毛细胞和支持细胞。
AAV-ie高效感染人椭圆囊组织样本
实验结果表明,AAV-ie能高效感染支持细胞,该研究也首次在小鼠耳蜗中利用AAV载体实现了毛细胞再生。而且,对人样本的感染也显示AAV-ie可能具有临床应用的价值。
这两篇近期的研究论文表明,缺少高效感染内耳组织的AAV血清型已不再是对遗传学耳聋进行基因治疗的障碍。AAV-PHP.eB、AAV-DJ、AAV-ie这三种AAV变体,对于治疗遗传性耳聋具有很高的研究价值和广阔应用前景。
吉满生物科技(Genomeditech),拥有AAV-PHP.eB、AAV-DJ、AAV-ie这三种AAV血清型,可提供高滴度AAV病毒,满足实验需求,如有需要,可联系并获取试用装。
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