重磅！金唯科自研新型双AAV载体解决大基因递送难题
腺相关病毒（AAV）作为最常用的基因递送载体，因其具有靶向性好、免疫原性低、不致病性、长效表达等特点，已被广泛地应用于基础研究和临床试验中。
然而，AAV的最大包装容量约为4.7kb，基因载量有限，限制了疾病治疗范围。许多遗传性视网膜变性的治疗基因编码序列，如Stargardt病（STGD1）的致病基因ABCA4容量约为6.8kb，超出了AAV的容量而无法使用单个AAV载体进行递送。
开发高效的双AAV载体基因治疗策略，有望提高AAV携带大基因片段的能力，将极大拓宽其治疗的适应症范围。
双AAV载体策略简介
目前，双AAV载体表达策略根据不同机制大致可分为重叠（Overlapping）、反式剪切（Trans-splicing）以及混合（Hybrid）三种类型（如图1所示）。
图1: 双AAV载体表达策略示意图
1、重叠（Overlapping）
该策略依赖于两个AAV载体中包含的CDS序列之间重叠的序列发生同源重组从而重建一个大的基因表达框。
该策略在载体设计上相对简单，不需要添加其他外源性的功能元件，但十分依赖于目的基因重叠区域本身的同源重组的能力。
2、反式剪切（Trans-splicing）
该策略利用的是AAV载体上ITR固有的特性，在ITR的介导下发生分子间重组。
ITR介导的分子间重组拼接是一个自发的过程，但是需要克服如串联体形成，拼接有效性等影响拼接效率的问题。拼接效率主要由目的基因分裂位点和选择的剪接信号决定。
3、混合（Hybrid）
该策略是结合了反式剪切与重叠这两种方法，通过在反式剪切载体上添加高度重叠的外源序列来提高重组效率。
使用高度重叠的外源序列能指导双AAV载体以正确的方式进行连接。但是剪切信号周围的序列会影响剪切效率，因此需要仔细选择分裂位点来实现大基因片段的有效重组。
由于双AAV载体有效转导所需的各种限制步骤，包括：适当的 DNA 多联体形成、异质 mRNA 的稳定性和跨载体连接的剪接效率，在光感受器中使用双AAV 载体实现的转基因表达效率远低于使用单一AAV载体实现的转基因表达效率。因此，以上三种双AAV载体表达在应用中存在诸多弊端，需要创新并优化。
金唯科公司自研新型双AAV载体表达策略
用于STGD1基因治疗
2023年7月，成都金唯科生物科技有限公司（以下简称：金唯科公司）杨阳研究员团队在Human Gene Therapy期刊上发表封面文章：Split AAV8 Mediated ABCA4 Expression for Gene Therapy of Mouse Stargardt Disease (STGD1)。研究团队通过系统的优化和设计，开发出基于断裂内含肽的新型双AAV载体——Split AAV8-ABCA4，解决了双载体AAV递送效率低、副产物多的问题。
Stargardt病（STGD1）又称眼底黄色斑点症，是青少年最常见的黄斑营养不良性疾病，可导致严重的、不可逆的双侧视力损害，患病率约为1/10000~1/8000，其唯一致病基因是ABCA4基因，该基因编辑序列为6.8kb。
ABCA4基因突变会阻碍类视黄醇的运输和再循环，引起类视黄醇积聚蓄积，最终导致形成有毒的类视黄醇二聚体（A2E），从而使得视网膜色素上皮和感光细胞变性，导致患者视力丧失，Stargardt病目前尚无任何有效的治疗方法。
通过对ABCA4蛋白基因序列和蛋白结构进行分析，利用断裂内含肽的双AAV载体技术，研究团队实现了ABCA4这种大片段基因的高效递送，同时又避免了副产物的产生，该项研究为双载体基因治疗策略提供了新思路， 进一步拓展了AAV基因治疗的应用范围。
在ABCA4基因敲除小鼠（STGD1疾病模型小鼠）中，Split AAV8-ABCA4明显降低视网膜中A2E产物的累积，可将眼底自发荧光恢复至接近正常水平，最终改善了小鼠的视网膜功能和视觉功能，并且安全性良好。
图2:双AAV递送策略恢复STGD1小鼠ABCA4蛋白表达
全球目前尚无双AAV基因治疗产品上市销售，正在开展的双AAV基因治疗临床试验主要集中在耳科基因治疗领域，国内外均暂无针对眼科适应症的双AAV基因治疗相关的临床试验开展。
金唯科公司本项研究创新性地针对眼科遗传病开发出了高效的双AAV基因治疗策略，使类似于ABCA4这样大分子量的蛋白通过AAV高效表达成为可能，推动了该技术的临床转化。
基于金唯科公司的本项研究，研究团队正在四川大学华西医院开展一项研究者发起的临床试验，从而进一步评价双AAV载体递送策略在STGD1患者中的安全性与有效性。
金唯科公司本研究相关的技术成果已经申报国家知识产权，并且获得了专利授权。随着研发的深入，AAV载体能够携带的基因组将可能进一步扩大，届时这一疗法也将适用于更多疾病的治疗。
成都金唯科生物科技有限公司（金唯科，Genevector）是一家致力于眼科疾病、神经肌肉疾病、遗传代谢疾病等的AAV基因治疗新药研发公司，拥有AAV基因治疗完整的研发平台及丰富的AAV基因治疗药物产品管线，基因治疗药物的科研能力以及AAV制备技术处于国内领先水平。
金唯科生物在魏于全院士及杨阳研究员的引领下，已建成可进行AAV基因药物研发，中试制备及质量控制和临床治疗的3000平研发基地，已形成高度整合、完善的AAV基因治疗“技术链”。公司制备的AAV基因治疗产品已完成超过100例患者的临床研究，显示优异的安全性和有效性数据。
金唯科生物布局多个在研管线，重点在眼科疾病、神经肌肉疾病和遗传代谢疾病等领域。其中，治疗湿性老年性黄斑变性(wAMD)的JWK001项目已完成中试三批生产（批次生产超过1万人份），正在开展临床前安全性评价，预计2023年申报IND。
金唯科生物将基于自身强大的技术平台，通过与国内外领先行业伙伴开展合作，整合资源，实现AAV基因治疗药物的可及性，力求更快速惠及广大患者。
