所謂基因治療，就是把一個具有治療作用的基因放到病人的細胞中，借此替換缺失和功能異常的基因，最終達到治療某種疾病的方法。盡管早在1990年美國就批準了基因治療的方案，但是基因治療真正在臨床獲批卻少之又少。不過近期的一則新聞，無疑是為致力于醫學轉化的我們打了一針強心劑。5月27日，全球制藥巨頭葛蘭素史克公司（GlaxoSmithKline，GSK）的基因療法Strimvelis被歐盟批準上市。 GSK獲批代表著大型藥企正式進入基因治療商業化的市場，是基因治療走向市場的又一里程碑事件。這一領域從此不再是鏡花水月，而是新一輪的搶跑，終將成為一場血雨腥風的競爭。
當然，Strimvelis并不是全球首個獲批的基因治療藥物。早在2012年，歐盟已經批準了UniQure公司研發的應用于脂蛋白脂酶缺乏（lipoprotein lipase deficiency）的基因治療藥物，Glybera。Glybera將功能性LPLD基因包裹進AAV（腺相關病毒），注射入患者的骨骼肌。通過一次性的治療，達到長期的顯著降低急性胰腺炎的發病率。
早期的基因治療由于不可控的免疫風險，讓人又愛又恨，AAV作為免疫原性最低，不整合入細胞核基因組，感染效果最好的載體，為基因治療帶來了新的希望（詳見6月23日的文章《醫療黑科技：治病不用藥，有光就夠了》）。Glybera打響了AAV基因治療的第一槍，同時開啟了基因治療的可能性。4年過去了，AAV在基因治療領域又取得了哪些引人矚目的進展呢？
目前在FDA注冊在案的腺相關病毒臨床實驗有超過100例，其中絕大部分集中在臨床一期和二期，一例完成臨床三期的招募。今天我們給大家介紹一下2016年上半年最新的，比較有影響力的幾個案例。
AAV與Crispr/Cas9基因編輯結合
以往的AAV技術主要集中于將外緣基因導入體內，安全穩定地表達。Cas9作為全新的基因編輯技術被普遍認為擁有廣泛的臨床應用前景，其與AAV的聯合應用，使得基因改造更加有靶向性和高效，兩者相得益彰。
2016年2月，AAV載體制造之父，賓夕法尼亞州大學基因治療研究所的James Wilson 教授利用AAV治療罕見代謝尿素循環系統障礙。該病是由鳥氨酸轉氨甲酰酶（OTC）缺失導致的。當該酶系中一種酶丟失或者缺陷，氨就會積累在血液中，循環至大腦，最終嚴重損傷大腦。據報道每40000名出生嬰兒中就有一名患有OTC的缺失。James Wilson團隊用AAV8血清型載體將作為剪切工具的核酸酶Cas9特異性導入肝細胞中。另一個載體將gRNA帶到特異性DNA靶位點，從而達到定點突變。此研究有效提高病理模型小鼠的成活率，文章發表在Nature Biotechnology，發表4個月以來已被多次引用。
中國科學家在CRISPR/Cas9 與AAV的聯合應用方面也不甘人后。比如，2016年3月，華東師范大學生命科學院院長劉明耀教授和李大力教授首次證明了通過Cas9基因編輯技術修復F9基因突變治療B型血友病的可行性。劉教授的團隊發現了B型血友病FIX基因的新型突變Y371D，同時找到小鼠上對應的氨基酸位點Y381D，并且利用CRISPR/Cas技術構建了C57BL/6品系的小鼠重癥B型血友病模型以及蛋白質序列383位移碼突變Y383STOP。然后創新性地利用AAV結合CRISPR/Cas技術在Fix基因原位進行修復，對小鼠尾靜脈注射腺相關病毒來遞送Cas9、sgRNA和修復模版，成功地修復了部分小鼠肝臟細胞，極大的提高了F9Y381D血友病小鼠的凝血能力和斷尾實驗中的生存率。文章發表在EMBO Molecular Medicine，影響因子高達9.547。
AAV突破血腦屏障
血腦屏障將腦部與外部環境隔絕開來，能夠阻止有害化學物質以及細菌入侵我們的大腦，保衛大腦的安全，但同時大約95%的口服和靜脈注射藥物也被血腦屏障所阻擋。這就導致醫生在進行帕金森等神經退行性疾病的治療過程中，只能選擇直接將藥物注射到腦部，而這種侵入性方法需要在顱骨上鉆孔才可以實現。在一項最新研究中，神經科學家Viviana Gradinaru利用生物工程方法獲得了一種能夠穿過屏障的無害病毒，即新型重組腺相關病毒AAV-PHP.B，可以將治療藥物送達腦部。這種方法和病毒必將成為突破性的研究工具，并且具有非常大的臨床應用空間。
AAV與光遺傳
2016年1月份，浙江大學段樹民院士和汪浩研究員領導的團隊揭示了小鼠對天敵氣味誘導的先天性恐懼的神經環路基礎。利用光遺傳學，動物行為學和病毒逆向追蹤等技術在小鼠大腦里發現從LHb（僵核）到LDT（背外側被蓋區）這一通路在天敵氣味誘導的先天性恐懼中起到決定性的作用。LDT中的兩類不同亞型的抑制性神經元（PV陽性和SOM陽性）對恐懼反應具有完全相反的雙向調節功能。這些新發現為恐懼誘發的焦慮癥和抑郁癥的治療提供了新的潛在靶點。該成果發表在Nature Neuroscience上，影響因子高達16分。
由以上幾個最新的文章我們可以看出，AAV可以說得上是基因治療領域當前最火熱，最安全，臨床應用可能最大的載體！十年磨一劍，霜刃未曾試；AAV主宰基因治療的時代真的來了！
感謝大家的關注AAV小課堂系列！下一期，我們將討論一下AAV的實際操作問題，手把手教您提升實驗水準和數據質量！