武汉大学人民医院学者在《自然》子刊发表重要论文：研发新型腺相关病毒变体为中枢神经系统疾病基因治疗开辟新途径

一种名为 AAV.CPP.16 的腺相关病毒变体，能够有效通过中枢神经系统的血脑屏障，递送药物至大脑与脊髓，有效治疗患有恶性胶质瘤的实验小鼠和食蟹猴。

近期，武汉大学人民医院（湖北省人民医院）神经精神医院学者发表于《自然-生物医学工程》的一项突破性研究成果，为基因治疗中枢神经系统疾病提供重要的新型工具，将人类中枢神经系统疾病的基因治疗向前推进了一大步，也进一步奠定该院在全国神经系统疾病研究领域的领先地位。

北京时间 2022 年 10 月 10 日，国际著名期刊《自然-生物医学工程》杂志（Nature Biomedical Engineering， 影响因子 29.234）在线发表了研究论文《在啮齿类和灵长类动物中增强血脑屏障渗透的腺相关病毒血清型 9 的变体》「Variants of the adeno-associated virus serotype 9 with enhanced penetration of the blood–brain barrier in rodents and primates」。 该研究通过筛选发现了 AAV.CPP.16 能够有效通过中枢神经系统的血脑屏障，并递送药物至大脑与脊髓，并在小鼠恶性胶质瘤模型中充分证明了该载体的治疗功效。

论文共同第一作者王峻副主任医师在武汉大学人民医院神经精神医院神经外科长期从事中枢神经系统肿瘤和血管病的基础研究和临床诊治工作。2018 年受国家留学基金委、武汉大学人民医院青年人才出国培养计划资助，赴哈佛大学医学院布列根妇女医院神经外科贝峰峰教授团队参与研究。

王峻介绍，基因治疗（gene therapy）是指将外源正常基因导入靶细胞，通过纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病达到治疗目的，未来在肿瘤、血管病、遗传性疾病等的治疗领域将有广泛的应用前景。腺相关病毒（AAV）是一种小型病毒，目前是体内基因治疗递送的主要平台，可以通过基因替代、基因沉默、基因编辑或表达外源性抗体等多种策略，实现疾病的一次性治疗。2019 年 5 月，美国 FDA 批准首个使用静脉注射 AAV9 载体的基因治疗药物 Zolgensma，用于治疗 2 岁以下患有脊髓性肌萎缩症的儿童患者。

研究人员在基因治疗的研究中证实，在中枢神经系统 (CNS) 递送效率较低下，是阻碍 AAV9 介导的 CNS 基因治疗发展的重要瓶颈。王峻介绍，血脑屏障是排列在大脑的血管壁上一层紧密堆积的细胞，能阻止毒素、病原体和大分子物质进入大脑，是机体为保护中枢神经系统而进化形成的一个重要屏障。遗憾的是，它同样也是阻碍基因治疗药物进入中枢神经的主要障碍。如何突破血脑屏障递送目的基因，是目前神经系统基因治疗的主要难题。

《在啮齿类和灵长类动物中增强血脑屏障渗透的腺相关病毒血清型 9 的变体》的研究中，王峻等研究者们用合理化设计方法，对 AAV9 野生血清型衣壳上的细胞穿透肽（CCP）进行改造，筛选出具有高度血脑屏障穿透性的腺相关病毒变体 AAV.CPP.16。这种 AAV 变体可以快速穿过血脑屏障，甚至可通过静脉注射，在 CNS 中形成高效、广泛的感染和表达。

动物实验中，通过在不同品系小鼠、幼年及成年食蟹猴的动物模型中注射携带目的基因的 AAV.CPP.16，证实与其它 AAV 变体相比，AAV.CPP.16 跨越血脑屏障的传输效率显著提高，且在灵长类食蟹猴 CNS 中也能实现目的基因的高效、安全表达。这是目前世界上对 AAV 变体研究的重大突破，将中枢神经系统疾病基因治疗手段向前推进了一大步。

同时，王峻等研究者们还设计了搭载表达 PD-L1（程序性死亡配体-1）的矢量化单链可变片段抗体以及血凝素（HA）蛋白基因的 AAV CPP.16-aPD-L1-HA，通过静脉注射到可发荧光的 GL261 胶质瘤模型小鼠体内。26 天左右，空白对照组小鼠全部死亡，而进行基因治疗组的 8 只中的 6 只健康存活了超过 100 天。

研究人员对这些存活的小鼠再次进行了脑内种瘤并重新设置对照组。对照组小鼠也全部在 4 周内死亡，而这些经过基因治疗的小鼠一直到第 200 天（相当于人类年龄 60～70 岁）仍健康生存。后期研究人员通过对存活小鼠的脑组织进行病检发现，在种植肿瘤的区域仅存在瘢痕样组织，没有可识别的肿瘤细胞，意味着这一组小鼠的脑胶质瘤得到了一次性治愈。而在另一种 GBM1694 胶质母细胞瘤模型小鼠也获得了较延长对照组近 50% 的生存时间。

上述研究成果表明，利用 AAV CPP.16 作为载体的基因药物具有持久、有效的抗肿瘤作用，未来这些研究成果将进一步向临床应用方向深入。

论文通讯作者贝峰峰教授多年来一直致力于神经突触损伤、基因药物开发的研究。他表示，这一研究成果让成功转化 AAV 递送药物通过人类血脑屏障更近了一步。也表明 AAV 可以作为一个有效的系统性药物递送工具，用于对抗胶质瘤或者其他有需求的中枢神经系统类疾病。

武汉大学人民医院神经精神医院神经外科是国家临床重点建设专科，研究团队阵容强大、实力雄厚，拥有陈谦学教授、刘仁忠教授、陈治标教授、简志宏教授等神经系统恶性肿瘤和脑血管疾病研究领域的知名专家。团队成员主持国家自然科学基金项目及省部级项目 40 余项，已在 Nature Biomedical Engineering、Advanced Functional Materials，Bioactive Materials，Small，Theranostics，Journal of Nanobiotechnology，Clinical and Translational Medicine 等国际知名期刊发表 200 余篇论著，主编、主译及参编专著 10 余部，获湖北省科技进步奖一等奖 1 项、二等奖 3 项、三等奖 2 项。

据悉，武汉大学人民医院深入贯彻落实国家创新驱动发展战略与健康中国战略部署，把保障人民健康放在优先发展的战略位置，高度重视以科技创新推动人民健康事业发展。

医院以器官和系统为中心，最大化整合利用「王牌+王牌」的医疗资源，实现了学科「内外兼修」「强强联合」，成立心血管医院、神经精神医院、眼耳鼻喉医院、消化医院、泌尿肾科医院等 5 大「院中院」，向人民群众提供更加优质、高效、精准、便捷的「一站式」集成健康医疗服务的同时，以机制创新不断激发科技创新活力，为攻关迫切需要解决的临床难题持续贡献智慧力量。