腺相关病毒（AAV )是一种微小病毒，属于单链 DNA 病毒。基因较小约为 4.7kb，是目前发现的最小的动物病毒之一。它包含两个主要的开放阅读框，分别编码病毒的衣壳蛋白和复制相关蛋白。AAV是一种缺陷型病毒，不能独立自我复制，需要在辅助病毒（如腺病毒或疱疹病毒等）存在时才能进行复制和组装。 AAV进入宿主细胞后，其 DNA 通常以游离态形式存在，极少量可能整合入宿主细胞基因组的特定区域，形成潜伏感染。一旦有辅助病毒出现，AAV就会利用辅助病毒提供的蛋白在细胞内复制，并组装成新的病毒颗粒。AAV在感染人体后通常不会引发明显的疾病症状，所以AAV对于人体有较高安全性。而且它引发的免疫反应较弱，减少了人体免疫系统对载体和携带的外源基因的排斥。正是由于这些特性，AAV 成为了基因疗法合适的载体。它能够安全、有效地将治疗基因递送到目标细胞，实现外源基因的精准递送和表达，从而治疗遗传性疾病、罕见病或特定获得性疾病。AAV基因疗法具有安全性高，无致病性，免疫原性低，能长期表达的特点。

为了开展AAV基因疗法，首先的工作是载体的构建，将天然的AAV进行改造，替换或者插入有治疗作用的外源基因。为了使载体能精准地靶向特定细胞，还会对AAV的衣壳蛋白进行修饰，调整它与细胞表面受体的结合能力。把目标基因及其调控元件，如启动子、增强子等插入载体中，形成重组 AAV（rAAV）质粒。通过共转染体外培养细胞 HEK293 ，再利用辅助病毒或辅助质粒提供 Rep 和 Cap 蛋白，将重组 DNA 包装成具有感染能力的 rAAV 质粒。rAAV 可通过细胞表面受体进入细胞，在宿主细胞内完成复制，形成稳定的游离型基因组，其携带的目标基因可持续表达数月至数年。AAV基因疗法减少了重复给药，达到一次治疗，长期有效的目的。它既可治疗单基因病，如血友病、脊髓性肌萎缩症等。又可以治疗多基因疾病或获得性疾病，如肿瘤、神经退行性疾病等。目前AAV基因治疗策略有两种，一种是体外基因治疗，首先提取患者的细胞，如造血干细胞、T细胞，在体外导入目标基因或进行基因编辑，再将改造后的细胞回输到患者体内。这种方法可以运用在一些遗传病的治疗，如β-地中海贫血。另一种是体内基因治疗，直接将携带治疗基因的质粒注射到患者体内，质粒被递送至目标组织细胞。可治疗某些单基因疾病，如脊髓性肌萎缩症，神经退行性疾病等。

AAV有多种血清型（如 AAV2、AAV5、AAV9 等），不同血清型对特定组织或细胞，比如肝脏、肌肉、神经细胞、视网膜细胞等具有选择性亲和力，这是基因疗法精准递送的基础。不同的血清型因其衣壳蛋白的差异，会与人体不同的器官和组织表现出不同的亲和性。例如AAV2血清型对肝脏和眼睛有较好的靶向性，常用于肝脏疾病和眼部疾病的基因治疗。AAV5血清型则对肺部组织有较高的亲和力，适用于肺部相关疾病的基因治疗。而AAV9能够穿过血脑屏障，在神经系统疾病的治疗中展现出巨大的潜力。了解这些血清型的特性，有助于我们根据不同的治疗需求，选择合适的AAV血清型载体。而通过对衣壳蛋白进行改造，也可以进一步拓展其感染范围或增强对特定组织的靶向性。

经过多年来学术界和工业界的共同努力，已有多种基因治疗项目从实验室走向临床，形成产品并上市应用。据不完全统计约有10种涵盖眼科疾病，血液病，肌肉萎缩症，神经退行病，代谢等方面的基因治疗产品被批准上市。代表性产品例如Luxtuena ，是治疗由于RPE65基因突变引起的莱伯先天性黑蒙的眼科疾病，让莱伯先天性黑蒙患者重见光明。有治疗脊髓性肌肉萎缩症的Zolgensma,，能将正常基因送入脊髓细胞，为脊髓性肌萎缩症患儿撑起了站立的希望。还有治疗因缺乏凝血因子IX的血友病B的Hemgenix，能在肝脏中生产凝血因子 IX，为血友病 B 患者止住了体内的 隐形出血。还有更多具有潜力的产品 ，正在实验室研究和临床试验中。然而AAV载体也并非完美无缺，它的主要缺点是基因组较小，难以容纳较长的外源基因。为了解决这一个问题，发展出新的策略。其中一项措施是把AAV扩展为双载体，而双载体能将外源基因容纳长度扩展一倍。另一种方法是预先研究外源基因的特点，对外源基因序列和功能进行分析。选取其中编码核心功能蛋白的区域，在不影响功能的前提下，减少外源基因的长度，使其能与AAV载体的容量适配。通过这些方法，有效拓展了AAV基因治疗的应用范围。

尽管发展前景良好，但AAV的开发也面临一些问题。在生产方面，AAV基因疗法生成的药物产量低，生产工艺复杂，成本高。使得药物价格昂贵，这是制约其商业化推广的关键瓶颈。由于基因治疗是新兴领域，相关的监督政策和市场规范也在不断地调整和完善，药物的推广和普及也面临一些挑战。作为基因治疗产品的重组质粒，对质粒的纯度和滴度有较高的要求。当纯度不够时，可能导致AAV载体中空壳质粒比例增加，降低治疗效果。一些杂质和内毒素的污染，宿主细胞残存蛋白和DNA等也会降低治疗的安全性。而质粒的滴度不够，会降低AAV载体的传导效率，起不到治疗作用。为达到治疗效果，势必会加大生产量，使得成本居高不下。为改进这一状况，推动AAV基因治疗从天价药向普惠医疗转型。研发人员通过技术创新和工艺优化，采用多种降本策略。例如在使用体外培养细胞生产质粒时，为减少批次差异。提升效率，需使用大型的生物反应器，单次扩增生产达1000升以上，选用无血清培养基等。在重组质粒转染中改善转染技术，研发新型转染试剂。提高转染效率，提高质粒的实心率，减少空壳质粒的浪费。在提升产品纯度方面，反复优化下游纯化工艺，减少杂质残留，提升有效质粒的比例等。尽管花费了很大的功夫，取得了阶段性成果。但尚无突破性进展，研发工作仍然任重道远。