技术干货 | AAV衣壳突变体库的构建方法概述——赋能新型血清型筛选与定向进化

在基因治疗领域，腺相关病毒（AAV）因其安全性和高效的基因递送能力而成为主流载体。然而，天然AAV血清型在组织特异性、穿透能力及免疫原性方面存在一定局限，开发具有更优特性的新型AAV血清型已成为提升基因治疗效果的关键策略。

“AAV衣壳突变体库”的构建为新型血清型筛选和定向进化提供了强大技术支撑。本文将系统介绍AAV衣壳突变体库的主流构建方法及技术要点，助力您理解和设计更高效的血清型筛选实验。

一、AAV衣壳突变体库构建的核心原理

AAV的衣壳由VP1、VP2、VP3三种蛋白组成（图1），编码序列（cap基因）中包含关键的决定组织亲和性和免疫原性的结构域。

在AAV衣壳表面可耐受插入的位点（如AAV2 VP3的587/588位点）插入随机肽库（6-12mer），改变受体结合特性。

技术要点：

插入位置选择关键（保持衣壳组装和功能）；

随机肽库多样性设计（10⁷-10⁹级别）；

适合用于靶向特定组织或病灶筛选。

优势：

可设计“智能”肽序列实现疾病或组织靶向；

适合开发精准化基因治疗载体。

方法原理：

采用错误引入PCR（Error-prone PCR）、化学诱变或紫外诱变，增加cap基因复制过程中的错配率，随机引入点突变。

技术要点：

设计特定区域（如VR loop）作为突变热点；

控制突变频率，避免致死突变；

构建单碱基到三碱基突变的多层次库。

优势：

简单高效，适合大规模库构建；

覆盖广泛的突变空间。

3. 血清型嵌合（DNA Shuffling / Chimeric Capsid Library）

方法原理：

将多个AAV血清型（如AAV1-9）的cap基因片段进行随机重组或DNA Shuffling，产生嵌合型衣壳库。

技术要点：

多源血清型亲本选择（越远缘，库多样性越高）；

PCR交叉延伸与重组技术；

高通量测序监控库的均一性和多样性。

优势：

快速获得兼具多种血清型特性的嵌合型新型衣壳。

4. 饱和突变（Saturation Mutagenesis）

方法原理：

选定功能关键位点（如VR loop、受体结合位点），将特定位点全部用NNK密码子随机化，实现全面氨基酸替换。

技术要点：

精准设计目标区域（如AAV2的R585/588位点）；

结合寡核苷酸合成技术（degenerate primers）；

建库量可控，便于后续筛选。

优势：

高密度覆盖，直接探索关键位点的功能变化；

库规模可控，利于深度筛选。

三、衣壳库质量控制与评估

优质的AAV衣壳库是成功筛选的基础，关键评估指标包括：

AAV衣壳突变体库的构建是新型血清型筛选和定向进化的核心技术之一，直接决定后续筛选效率和成功率。无论是针对肝脏、肌肉、神经系统，还是突破血脑屏障，我们都可以根据项目需求，为您定制设计最合适的AAV衣壳突变体库。

如果您有AAV新型血清型开发需求，欢迎联系我们，我们可提供以下服务：

① 定制化衣壳库构建
② 高通量筛选平台
③ NGS深度解析服务