肿瘤是严重危害人类生命健康的重大疾病，如何突破肿瘤治疗一直困扰着医疗界。从传统的手术治疗、化疗及放疗等治疗方法到目前基因治疗的问世，人们一直在不断的寻找治疗肿瘤的最佳方法。如何取得安全有效的转基因治疗手段，实现人类疾病基因治疗的目标，是攻克肿瘤治疗的主要考虑之一。
基因治疗（Gene Therapy）是指将外源基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷或基因表达异常引起的疾病。基因治疗技术创新和临床试验在近几年如雨后春笋般涌现，多项基因治疗项目相继在美国、欧盟、中国等国家获得批准上市。基因治疗的对象也已经由单基因遗传病逐步拓展到恶性肿瘤、感染性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病、代谢性疾病等重大疾病。
而腺相关病毒（Adeno-associated virus，AAV）载体又是基因治疗的明星载体，是基因治疗的好帮手；2017年11月，《新英格兰医学杂志》发表了一项临床试验结果：重组AAV基因治疗成功延长了15名身患严重遗传性疾病-1型脊髓性肌萎缩症（SMA1）患儿的生命，让他们有机会重获健康。此外，还有多种以AAV为载体的基因治疗药物正在开展II期或III期临床试验，其治疗对象几乎都是单基因遗传的罕见病，包括血友病A型和B型、地中海贫血、脊髓性肌萎缩症（SMA）等。
因此，腺相关病毒（AAV）作为基因治疗的一种明星载体，对于人类攻克癌症或更多的重大疾病有着巨大的潜力，下面小编就和大家分享一些腺相关病毒相关的知识。

什么是腺相关病毒(AAV)？

1. 腺相关病毒简介
1965年，AAV从腺病毒（Adenovirus，Adv）制备物种发现，因此命名为腺相关病毒（Adeno-associated virus，AAV）。AAV是迄今为止发现的一类结构最简单的单链DNA缺陷型病毒，通常需要在辅助病毒（如：腺病毒、单纯疱疹病毒等）的辅助下才能发生产毒性感染并生成子代AAV。
2. 腺相关病毒结构
腺相关病毒（AAV）属于细小病毒科的依赖病毒属，单链DNA病毒，是最小、最简单的动物病毒；AAV病毒颗粒无包膜，结构由直径约26nm的二十面体蛋白质衣壳和~4.7 kb的单链DNA基因组组成，如下图1A。衣壳包含三种类型的亚基VP1、VP2和VP3，总共60种拷贝，比例为1:1:10(VP1:VP2:VP3)。基因组的两端是两个T形反向末端重复序列(ITR)，其末端主要用作病毒复制起点和包装信号。rep基因编码病毒复制所需的四种蛋白质；它们以其分子量命名：Rep78、Rep68、Rep52和Rep40，如下图1B。cap基因通过来自不同起始密码子的可变剪接和翻译编码三个衣壳亚基。此外，编码组装活化蛋白(AAP)的第三个基因在不同阅读框中的cap编码序列内编码，并且已显示出促进病毒粒子组装。

3. 腺相关病毒的特点
a、免疫原性低，几乎无致病性：到目前为止未发现与人类疾病有关的AAV感染，rAAV去除了所有的病毒基因，只保留两端的ITR序列，进一步提高了安全性；
b、宿主范围广泛：AAV的受体硫酸乙酰肝素蛋白聚糖（HSPG）以及共受体αvβ5整合素和成纤维细胞生长因子受体1（FGFR1）在多种宿主细胞表面存在，因此AAV能够感染不同细胞的组织和细胞，并能够感染分裂期和非分裂期细胞；
c、多种血清型；不同血清型的AAV可以靶向不同的细胞和组织；
d、携带的外源基因表达时间长：尽管失去了野生型AAV的整合能力，但能通过首尾相接的环状高分子量多聚体以染色体外的形式存在，这种结构使得外源基因存在的时间大大增加，表达时间增强；
e、稳定性较好：能抗高温，酸碱以及有机溶剂的处理
4. 多种血清型的腺相关病毒
研究发现AAV具有多种血清型，各种不同血清型的AAV载体的主要区别是衣壳蛋白不同，因此对不同组织和细胞的转染效率存在差异，因此我们应用AAV病毒过程中需要根据应用中的不同组织器官选择相应血清型的AAV病毒；

5. 如何选择腺相关病毒载体？
a、选择合适的启动子：基于启动子的选择，利用AAV病毒载体可实现广泛表达，也可实现部分细胞类型的特异性侵染；根据转染细胞或组织类型选择合适的血清型；
b、仔细设计有效负载：rAAV最大装载4.7Kb以下的基因组，因此必须仔细设计有效负载，不仅要考虑治疗性转基因序列，还要考虑基因表达所必须的调控元件（例如：启动子或多聚腺苷酸化信号）。

腺相关病毒的局限性有哪些？

1. 体外实验表达水平较低：
主要是因为 rAAV 病毒的基因组是单链 DNA，在体外环境形成双链并转录翻译外源基因的效率非常低。可以在体外水平感染 rAAV 病毒的同时感染辅助病毒比如 Ad5 型腺病毒或者终浓度 10~50 mM 的丁酸钠等方法提高细胞实验的 rAAV 表达量。
2. 需较长时间开始表达：
同样是需要从单链 DNA 变成双链 DNA，rAAV 在感染后需要较长的时间来表达外源基因，所以 rAAV 感染后建议至少 1 周后做切片观察。
3. 载体容量较小：
腺相关病毒载体作为基因治疗的载体，目前最多只能容纳4.7Kb外源DNA片段