优化AAV分析方法以提高AAV基因疗法的安全性、有效性和产量(上)

2024-01-02

经过多年的曲折发展,基于腺相关病毒(AAV)基因疗法在罕见病的治疗中已显示出巨大前景。而相较于传统小分子和大分子药物,目前的AAV质量分析技术尚未完全成熟,行业对AAV载体及其表征和质量控制的需求也正在迅速增加。2023年3月8-9日,ARM(the alliance for regenerative medicine,再生医学联盟)和USP(the united states pharmacopeial convention,美国药典委员会)共同举办了为期一天半的AAV分析表征研讨会,涵盖了与AAV质量相关的各种主题。本期将分为上中下三篇,上篇将为您详细介绍该研讨会中“空/完整衣壳表征”的主题内容

 

AAV基本结构及基因递送原理

AAV病毒基因组大小约为4.7kb,由一个具有反向末端重复序列(inverted terminal repeat,ITR)的单链DNA和两个两端的开放阅读框(rep和cap)组成。基因组被包装在直径约26nm的衣壳中,由60个病毒蛋白以二十面体结构排列组成,一般情况衣壳VP1:VP2:VP3的比例约为1:1:10。不同AAV血清型的衣壳结构和VP比例略有不同。


 

 1 AAV1衣壳结构

(图片来源:Optimizing AAV analytics to improve the safety, efficacy, and yield of AAV-based gene therapies: Takeaways from a scientific workshop,lead author:Lindsay Gasch)


基因治疗中,用于体内递送的重组AAV将Rep和Cap替换为治疗性基因表达盒。包装效率可能受DNA结构和大小的影响,但也可能还有其他尚未被充分了解的影响因素(例如,原料的等级)。在AAV载体的生产过程中,除了产生所需的全长目的基因的完整AAV载体(full)外,还伴有包装了部分目的基因的病毒颗粒(partial)、空衣壳病毒颗粒(empty),还有其他与工艺或产品相关的杂质,如宿主DNA片段、质粒DNA片段、没有任何编码序列的启动子/增强子序列等。上游制造工艺的合理设计可能有助于最大限度地产生携带全长目的基因的AAV载体。