近年来，基因疗法领域接连取得重大突破，作为递送基因疗法的有力工具，腺相关病毒（AAV）的开发和制造也成为人们关注的焦点之一。以AAV为载体的基因治疗已成为一种新的治疗方式，在许多单基因疾病中显示出实质性的疾病修饰，甚至完全治愈疾病的可能。FDA分别于2017年和2019年批准了Spark Therapeutics公司和AveXis公司开发的基于AAV的基因疗法。近日，4BIO Capital通过对149项已经证明具有较高安全性和有效性，基于AAV载体的基因疗法临床试验进行分析，揭示了AAV基因治疗领域的一些最新趋势，相关结果于近日发表在Nature Reviews Drug Discovery上。

AAV是一种单链DNA病毒，目前的科学界共识是它不会导致任何人类疾病，由蛋白衣壳（capside）和长度为4.7kb的单链DNA基因组构成。AAV基因组两端为末端反向重复序列（inverted terminal repeat, ITR），是病毒DNA复制的起点和触发病毒包装的信号。用于基因疗法载体的重组腺相关病毒（rAAV）携带的蛋白衣壳与野生型AAV几乎完全相同，然而基因组中编码病毒蛋白的部分完全被治疗性转基因（transgene）替代。

分析中涵盖了149个独特的临床试验，其中94个已经完成，51个达到疗效终点。每年启动的试验数目从2010年的5个增加到2017年的26个。大多数达到终点的研究为1/2期临床试验，终点为安全性和疗效。此外，超过80%的研究得到了行业申办方的支持。研究的平均持续时间整体呈现缩短的趋势。

目前，大约有10来种不同血清型的AAV在临床试验中作为基因疗法的载体。分析指出AAV2血清型仍然是整个研究期间使用最多的血清型，并且具有最多的安全性和有效性证据，在超过40项已完成的临床试验中得到验证。自2015年以来，使用AAV8和AAV9衣壳递送至中枢神经系统（CNS）的药物试验数量不断增长，反映出在CNS疾病中基因治疗使用增加的趋势。新型衣壳如AAV-LK03、SPK-100和AAV-HSC15正在受到关注，但它们在安全性和有效性方面展示的证据还比较有限。

通用型启动子CBA、CAG和CMV仍然是最常用的三种启动子，因为在此前的研究中已经证明了它们具有良好的效果且适用于多种体系。在2015年到2019年间，45%披露启动子信息的试验中使用这三个启动子中的一个。除了通用型启动子，近年来也出现了三种新的趋势：首先，在超过25个临床试验中使用了组织特异性强启动子，例如使用白蛋白（albumin）和突触素（synapsin）来实现目的基因的组织特异性表达。其次，基因盒设计的改造以及制造更大剂量AAV能力的提升，使得在基因疗法中使用插入基因的天然启动子成为可能。第三，靶向特定细胞亚群的合成启动子在动物研究中取得成功，不过这类启动子的功效还没有在临床试验中得到验证。

在安全性方面，分析中共涵盖了3328位接受试验治疗的患者，有9例被视为治疗中出现的4/5级严重不良事件（TESAE），但无直接归因于转基因或衣壳的患者死亡出现。论文截止日期前，无研究因安全性原因终止，所有已完成的研究均达到其安全性终点（n=51）。然而，论文截止日期后的报告表明，接受较高剂量实验性基因疗法AT132治疗X连锁肌管性肌病的17位患者中，有3例死于进行性肝胆疾病以及随后的败血症和胃肠道出血。

在疗效方面，在可用于分析的94项已完成试验中，大多数实验针对4个器官：眼睛、肝脏、肌肉和中枢神经系统。靶向肝脏的静脉基因疗法被证明可以同时解决代谢和血液状况。帕金森病以及血友病A和血友病B是临床试验最多的三个适应症。

成功率的总体数据不可避免地受到药物数量较少的限制。基于达到新药申请（NDA）阶段的11种药物，从试验性新药（IND）申请进展为NDA的概率为36%，从IND进展为NDA的中位持续时间为86个月。血液学基因治疗的总体成功概率最高（从IND至NDA为56%）。

文章的结尾，作者基于涵盖超过20年，3000例患者的临床数据得出结论：AAV基因疗法是一种安全、耐受良好和有效的治疗方式；然而，一些主要的挑战仍然没有解决。首先，由于缺乏终生随访，对基因治疗的持久性尚不确定。其次，制造工艺的改进导致临床试验中使用的AAV平均剂量增加，这些载体最终可能在肝脏或其他器官中引起副作用。最后，除了眼、肝脏、肌肉和中枢神经系统以外，主要器官，如心脏、肾脏和肺，仍然几乎无法获得AAV基因治疗。

基因疗法是获得业界关注的创新疗法。而作为递送转基因的有力手段，AAV载体平台的研发也在出现指数型增长。我们期待随着AAV研发领域的不断扩展和多学科手段的应用，我们能够克服目前遇到的挑战，实现AAV基因疗法的全部潜力。

参考资料：

[1] Li, C., Samulski, R.J. Engineering adeno-associated virus vectors for gene therapy. Nat Rev Genet 21, 255–272 (2020). https://doi.org/10.1038/s41576-019-0205-4.

[2] Dmitry A. Kuzmin et al., The clinical landscape for AAV gene therapies. Nature Reviews Drug DiscoveryI. https://doi.org/10.1038/d41573-021-00017-7