GalNAc偶联rAAV衣壳增强肝脏基因递送效率的创新策略：靶向ASGPR的化学修饰突破

为解决rAAV载体高剂量引发的免疫原性和肝靶向效率不足问题，法国研究团队通过GalNAc配体化学偶联rAAV2衣壳，开发出新型靶向递送系统。该研究证实GalNAc修饰使肝脏转导效率提升3倍，GFP表达特异性定位于肝细胞，为代谢性疾病基因治疗提供了安全高效的解决方案。

　　

肝脏作为人体代谢中枢，其功能异常会导致血友病、威尔逊病等多种遗传性疾病。尽管重组腺相关病毒(rAAV)载体在基因治疗中展现出潜力，但临床应用中仍面临两大挑战：高剂量带来的免疫毒性风险，以及天然衣壳的肝靶向效率不足。现有疗法往往需要配合免疫抑制剂使用，这促使科学家们寻求更精准的递送策略。

法国多个研究机构组成的联合团队在《Biomedicine》发表重要成果，创新性地采用化学偶联技术将GalNAc衍生物修饰到rAAV2衣壳表面。研究人员设计合成4种含苯基异硫氰酸酯的GalNAc配体，通过共价连接靶向肝细胞高表达的ASGPR受体。该研究通过质谱分析、流式细胞术和免疫组化等技术，系统评估了配体结构、偶联密度与转导效率的关系。

在材料与方法部分，研究采用UPLC-HRMS精确测定衣壳修饰程度，通过ELLA（酶联凝集素分析）验证ASGPR结合特异性。体内实验使用C57BL/6小鼠模型，静脉注射5×10¹² vg/kg剂量后，采用qPCR定量组织分布，Western blot和免疫荧光评估GFP表达。中和实验则用非人灵长类血清评估免疫逃逸能力。

结果部分首先揭示：
2.1 衣壳修饰表征
质谱证实每个VP3蛋白可偶联2个配体，估算每个病毒颗粒携带110个GalNAc分子。Western blot显示修饰后衣壳结构完整，WF凝集素染色证实配体成功连接。

2.2 体外转导效率
含桥联双环结构的配体2（3E5当量）使原代肝细胞GFP阳性率提升2倍，而α构型的配体4（3E5当量）表现出最优的ASGPR特异性结合。

3.1 体内靶向性
配体3（3E6当量）组肝脏GFP mRNA达对照组的6倍，蛋白表达提升2倍。免疫组化显示转导肝细胞从门静脉周围扩展至全小叶，阳性细胞比例从5%增至16%。

3.2 安全性特征
非靶组织（心、肾等）检测不到转基因表达。配体2修饰载体表现出显著的中和抗体逃逸能力，血清中和效价从1/160降至1/80。

讨论部分强调，这项研究首次系统比较了GalNAc立体结构对靶向效率的影响：
1）桥联双环结构配体2虽增强ASGPR结合，但转导效率受偶联密度调控；
2）α-甲氧基构型（配体4）在小剂量时即展现最佳肝靶向性；
3）化学修饰未改变rAAV2天然嗜性，但显著提升转录活性（RQ/vg比值最高达84倍）。

该研究为肝脏定向基因治疗提供了可模块化的技术平台，通过精确控制配体化学结构及偶联密度，实现了三大突破：降低有效剂量至临床相关范围（5×10¹² vg/kg）、规避预存免疫、提升治疗窗口。未来可扩展至其他血清型优化，为血友病等代谢疾病的基因治疗开辟新路径。