AAV基因治疗载体先天免疫反应机制：补体激活与细胞因子释放的分子解析

本研究针对重组腺相关病毒(rAAV)基因治疗中免疫反应这一关键瓶颈问题，通过全血实验模型系统揭示了AAV2/8衣壳通过抗体依赖性经典途径激活补体系统的分子机制，首次证实CpG基序含量与干扰素α(IFN-α)释放的剂量关系。研究发现单核细胞、NK细胞等免疫细胞亚群在细胞因子风暴中的核心作用，为临床预防补体相关血栓性微血管病(TMA)等严重不良反应提供了理论依据。

　　

基因治疗领域近年来迎来突破性进展，Zolgensma等基于重组腺相关病毒(rAAV)的疗法已获临床批准。然而高达70%人群存在的预存免疫力，以及治疗后出现的补体激活相关血栓性微血管病(TMA)，如同达摩克利斯之剑制约着该技术的广泛应用。Rebecca Xicluna团队在《Molecular Therapy Methods》发表的这项研究，犹如打开黑箱的钥匙，系统揭示了rAAV触发先天免疫的双重机制。

研究采用20名健康献血者的全血模型，结合单细胞转录组测序(scRNA-seq)和小鼠体内实验。通过ELISA检测补体裂解产物C3a-des-Arg/C5a-des-Arg，使用V-PLEX多重细胞因子检测平台分析28种炎症因子，并利用UMAP降维技术解析免疫细胞亚群响应特征。

补体激活的AB面

数据显示AAV2在3×10¹¹颗粒/mL浓度下，血清阳性 donor 的C3a-des-Arg增加2.31倍。引人注目的是，3名血清阴性 donor 仍出现补体激活，提示替代途径参与。通过特异性缓冲体系实验证实，AAV2衣壳可直接激活替代途径，这解释了临床试验中部分无预存抗体患者仍出现TMA的现象。

细胞因子风暴的指挥家们

AAV2刺激24小时后，IP-10、MCP-1等趋化因子显著升高，其中IL-6在IVIg存在时暴涨35倍。scRNA-seq揭示单核细胞是CCL2(MCP-1)、CXCL10(IP-10)的主要来源，而NK细胞负责IFN-γ分泌。两个高抗体滴度 donor 表现出独特的中央记忆T细胞(T_CM)扩增，暗示预存细胞免疫的存在。

基因组CpG的警报系统

含305个CpG的AAV2.7m8载体诱导的IFN-α水平显著高于135个CpG的载体(p<0.001)，证实TLR9识别机制。小鼠实验显示AAV8静脉注射后2小时即出现IL-1β(447pg/mL)和IL-6(665pg/mL)峰值，与临床观察的急性期反应吻合。

这项研究构建了rAAV免疫原性的完整图谱：预存抗体通过FcγR交联激活经典补体途径，衣壳蛋白触发替代途径，而基因组CpG经TLR9诱导I型干扰素。该发现为精准免疫干预提供靶点：对高抗体患者可考虑C3抑制剂APL-9，而载体设计应优化CpG含量。研究建立的体外全血预测模型，有望成为临床前评估基因治疗安全性的金标准。