综述:重组腺相关病毒治疗肺部疾病的治疗学与生产工艺新进展

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Current Gene Therapy 3.8

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  这篇综述系统探讨了重组腺相关病毒(rAAV)在肺部疾病基因治疗中的最新突破,重点阐述了其克服肺上皮/黏液屏障的载体优化策略,以及在哮喘、慢性阻塞性肺病(COPD)、肺动脉高压(PH)和囊性纤维化(CF)等疾病中的应用潜力,同时分析了规模化生产的技术挑战与成本控制方案。

  

Abstract
基因载体穿越肺上皮和黏液屏障的能力是肺部基因治疗的核心挑战。重组腺相关病毒(rAAV)凭借其广泛的组织嗜性、静息细胞转导能力和临床安全性脱颖而出。尽管在早期临床试验中展现出良好安全性,但rAAV在肺细胞中的转基因递送效率仍需优化。通过定向进化衣壳改造、启动子优化和转基因表达调控等工程策略,可显著提升rAAV9、rAAV6等血清型在气道组织的靶向性。

载体工程突破
新型生物工程改造的rAAV衣壳如AAV2.5T和AAV-293展现出增强的肺组织穿透性:

  • 磷酸酪氨酸结合域修饰使转导效率提升8倍
  • 聚乙二醇(PEG)化处理延长载体在黏液层的滞留时间
  • 定向进化获得的AAV-SP217血清型对基底细胞特异性转导率提高40%

临床应用前景
在囊性纤维化(CF)模型中,携带CFTR基因的rAAV2.5T成功修复氯离子通道功能;针对α1-抗胰蛋白酶缺乏症设计的rAAV6.2FF载体实现持续6个月的蛋白表达。值得注意的是,通过鼻内给药途径,rAAVrh10在肺动脉高压(PH)动物模型中显著降低右心室收缩压达35%。

生产工艺革新
悬浮培养系统结合离子交换层析使载体回收率突破80%,而基于昆虫细胞-杆状病毒表达系统(BEVS)将生产成本压缩至传统方法的1/3。最新开发的切向流过滤-亲和层析联用技术可实现1015vg/批次的规模化生产。

现存挑战
预存中和抗体(NAb)仍是临床转化的主要障碍,约30%人群存在AAV2中和抗体。采用冷冻电镜指导的免疫逃逸突变设计,以及壳聚糖纳米颗粒包裹技术正在突破这一瓶颈。此外,转基因表达持续时间仍需从目前的6-12个月延长至更持久疗效。

未来展望
第三代rAAV载体整合了CRISPR-Cas9基因编辑模块和条件性表达系统,为遗传性肺疾病提供精准治疗方案。随着cGMP生产标准的完善和给药装置的创新,rAAV介导的肺部基因治疗有望在5年内进入主流临床实践。

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