AAV病毒颗粒无包膜,结构为直径约20nm的正二十四面体,其基因组为单链线性DNA,长约4.7kb,包括两个开放阅读框和两个末端反向重复序列。两个开放阅读框编码4个Rep、3个Cap和1个APP蛋白,它们在 AAV 的潜伏期和感染期都起到了重要的作用。 组成AAV的重要功能元件包括ITR 序列、Rep、Cap蛋白和辅助病毒或者辅助病毒中的功能基因成分。 AAV的ITR由145个核苷酸组成,其中靠近末端的125个碱基是一个较长的回文结构,自身能够通过碱基互补配对进行折叠,使得 ITR 呈现T字型的发卡结构,是AAV复制、包装、整合所需的唯一顺式作用元件。
 

rep基因由AAVp5启动子和p19启动子启动表达, 编码4种非结构蛋白:Rep78、Rep68、Rep52和Rep40,其中,Rep78/68 蛋白负责将病毒基因组在潜伏期整合进宿主染色体中以及在感染期将其“拯救”,并在病毒颗粒包装的过程中起着十分重要的作用,Rep52/40蛋白主要参与AAV基因组的组装。cap基因是由AAV基因组中的p40启动子启动,编码结构蛋白VP1、VP2、VP3 和APP蛋白,VP1和VP2对空的病毒外壳及完整病毒颗粒的装配是必需的,APP蛋白促进AAV基因组进入病毒衣壳内,促进病毒颗粒的装配与成熟。AAV作为一种复制缺陷型病毒,常用的辅助病毒包括腺病毒、巨细胞病毒、水痘-带状疱疹病毒、猴疱疹病毒、牛痘病毒等,尽管不同的辅助病毒提供的基因并不相同,但都参与调节宿主细胞基因的表达,使 AAV 能够在一个比较宽松的细胞环境中增殖。 目前,为 AAV 提供辅助功能的基因已经确定,可以在无辅助病毒的条件下由一个质粒提供,由于不需要活的辅助病毒,其提供了一个更安全、更便利的替代逆转录病毒和腺病毒的基因传递系统。

 

迄今为止,已经找到来自人类的13种血清型,主要区别在于其衣壳蛋白Cap不同,对不同的组织和细胞有不同的感染效率。AAV2 是最早被发现和鉴定的血清型之一,在大多数的血清型中都有 AAV2基因型的 ITR 序列;AAV1 和 AAV7主要靶向骨骼肌细胞;AAV3倾向于转导巨核细胞;AAV5 和 AAV6 对呼吸道上皮细胞有较高的转导效率;AAV9由于其衣壳序列中的特异性氨基酸倾向于通过半乳糖与细胞结合,使其能够跨越血脑屏障,倾向于感染中枢神经细胞。
 

出自《腺相关病毒的生产方式及其在基因治疗中的应用》作者杜梦潭, 刘兴健, 胡小元。