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听说过基因治疗吗?它是一种通过修改人体基因来治疗癌症、遗传病等疑难杂症的前沿技术。而在这些疗法中,一种名为“AAV(腺相关病毒)”的病毒载体扮演着“特快专递”的角色,负责将治疗基因精准送入人体细胞。
然而,生产这种高效的病毒载体却面临一个大难题:工艺复杂、成本高昂,这也是许多基因疗法价格令人望而却步的主要原因之一。为此,科学家们从不同方向探索生产方案。2023年,一项发表在《科学报告》(Scientific Reports)上的研究带来了新的进展:科学家们成功将生物制药领域的“明星工厂”——CHO细胞,改造成了一个高效、经济的AAV生产平台。这为基因治疗的大规模、低成本生产带来了新的突破。
一、为何生产AAV如此困难?
可以把生产AAV想象成制造一辆精密的汽车。常见的方法有两种:
瞬时转染:在培养的细胞(如HEK293细胞)里临时加入生产AAV所需的质粒DNA。这种方法灵活,但放大生产困难,且原材料昂贵。
昆虫细胞-杆状病毒系统:利用昆虫细胞和另一种病毒(杆状病毒)来生产。虽然容易扩大规模,但生产出的AAV在某些特性上可能与人类细胞产生的不完全一致。
更重要的是,这些方法或多或少都依赖于添加血清的培养基,这不仅成本高,还有引入未知动物病毒的风险。
二、为何选择CHO细胞?如何改造?
CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞)是生物制药界的“功勋元老”,目前市场上多数的抗体药(如抗癌药、自身免疫病药)都是由它生产的。科学家们对它了如指掌:它能在无血清的廉价培养基中高速生长,安全性久经考验,并且易于放大到工业级规模。
但问题是,野生型的CHO细胞对生产AAV所需的“助手病毒”——HSV-1(单纯疱疹病毒1型)有天然的抵抗力,因为它的细胞表面缺少HSV-1入侵所需要的受体蛋白。
研究的核心创新正在于此:像给细胞“安装新门把手”一样,科学家们通过基因工程技术,让CHO细胞成功表达了人源的HVEM受体蛋白。这样一来,改造后的CHO细胞就能被HSV-1病毒感染,从而启动了整个AAV病毒的生产流水线。
三、新平台表现如何?
研究团队从大量改造细胞中筛选出了一个“精英克隆”——CHO-HV-C1。测试结果表明,这个新平台表现卓越:
高效生产:在24小时内就能生产出高浓度的多种AAV血清型(如AAV6.2,AAV8,AAV9),滴度达到每毫升数十亿病毒基因组,完全满足应用需求。
质量上乘:生产的AAV病毒“空壳率”低(即无效的病毒颗粒少),结构正确,在动物实验中展现出与传统方法生产的AAV同样优异的递送效率和靶向性。
成本与安全优势凸显:整个生产过程在无血清培养基中完成,大大降低了成本和污染风险。同时,利用成熟的CHO细胞培养平台,更容易实现稳定、可控的大规模生产。
四、意义与展望:为基因治疗带来新可能
开辟新路径:首次成功将成熟的CHO细胞平台拓展至高端基因治疗载体的生产领域,为行业提供了可靠新选择。
降低成本:由于CHO细胞培养成本更低、工艺更成熟,该平台有望显著降低AAV的生产成本,从而推动基因治疗药物价格的下降,让更多患者受益。
提升安全性:无血清的生产过程进一步保障了最终产品的纯净度和安全性。
总之,这项研究是基因治疗领域向前迈出的关键一步。它将生物制药的“传统优势”与基因治疗的“前沿需求”巧妙结合,有望加速更多革命性疗法从实验室走向病房的进程,为人类战胜疾病带来新的曙光。

参考文献:
Nagy, A., Chakrabarti, L., Kurasawa, J. et al. Engineered CHO cells as a novel AAV production platform for gene therapy delivery. Sci Rep 13, 19210 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-46298-3
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