腺相关病毒（AAV）作为一种广泛应用的体内基因递送载体，被誉为基因治疗的“黄金载体”。截至2025年1月，全球已有8款AAV基因疗法获批上市，并且219项AAV相关疗法正在临床研究中（数据来源于医药魔方NextPharma），显示出其迅猛的发展势头。然而，AAV治疗面临一项重大挑战：患者通常只能接受一次治疗，这主要是因为首次注射AAV后会引发免疫反应，从而显著削弱后续给药的效果。因此，如何实现AAV的重复给药已成为基因治疗领域的一大瓶颈。

近日，暨南大学的李雯和陈功教授团队在《Molecular Therapy: Methods & Clinical Development》刊发了题为“Intracranial AAV administration dose-dependently recruits B cells to inhibit the AAV redosing”的文章，首次系统阐述了高剂量脑内AAV注射导致免疫反应，这一反应显著抑制了相同血清型AAV的再次给药，并深入探讨了其中的机制及对策。

研究背景

在外周组织（如肝脏和肌肉）利用AAV载体进行基因治疗时，“中和抗体（NAbs）”的产生会显著削弱AAV的再次给药效果，这也是限制重复给药的主要因素。以往研究由于神经系统具有血脑屏障（BBB），人们对神经系统的免疫屏障功能了解不足，甚至有研究认为脑内AAV注射不会引发与外周相似的B细胞反应。

研究亮点

1. 高剂量AAV诱导淋巴细胞浸润

研究发现，高剂量AAV在脑实质内注射后，趋化因子CXCL9和CXCL10的表达显著上调，这些分子如同“免疫信号灯”，吸引淋巴细胞进入脑内。进一步研究确认，脑内高剂量AAV注射并未破坏血脑屏障，但增强了侧脑室等处脑脊液屏障的通透性，大量免疫细胞因此进入脑内，聚集在血管周围间隙（PVS）。

2. 中和抗体是AAV重复给药的阻碍

首次注射高剂量AAV后，B细胞通过大量产生中和抗体，显著抑制后续相同血清型AAV的表达效率。研究表明，在缺失B细胞的小鼠中，即使注射高剂量AAV，后续同型AAV的给药并未受到显著抑制，显示B细胞及其产生的中和抗体在阻碍重复给药中起关键作用。

3. 更换AAV血清型或降低首次给药剂量可提升再次给药效果

研究发现，在不降低抗体滴度的情况下，更换第二次AAV的血清型（如由AAV5换为AAV9）能够绕过中和抗体，从而恢复AAV的转导效率。此外，如果首次注射剂量足够低，也能避免引发大规模B细胞应答。

主要研究结果

1. 脑内重复给药受到剂量和时间影响

研究表明，只有在首次注射AAV剂量较高且时间间隔大于14天时，才可能出现几乎“零转导”的情况。如果首次用量较低或不满一周间隔，则AAV的再次转导效果仍可保持。

2. 注射位点周边出现显著的小胶质细胞及星形胶质细胞活化

RNA-seq结果显示在高剂量组的注射位点，CXCL9、CXCL10等趋化因子的表达水平明显提高；免疫组化证实GFAP阳性星形胶质细胞大量表达CXCL10，为免疫细胞（尤其是B细胞）的入脑创造了条件。

3. B细胞及其分泌的抗体是再次给药失败的关键

研究中发现，21天后脑实质尤其是侧脑室周围及血管周围间隙内有大量B细胞亚群及浆细胞。此外，抗AAV5中和抗体滴度已足以阻断病毒转导。而在B细胞缺失的鼠中，高剂量AAV再次给药未受影响，更换血清型也能够避免中和作用。

4. 提升AAV再次给药效果的策略

为了克服高剂量AAV注射引发的B细胞浸润及NAbs对再次给药的阻碍，研究者尝试多种策略，包括使用AAV5空衣壳作为诱饵捕获抗体、抑制趋化因子减少B细胞浸润、以及改变AAV血清型。但这些方法效果有限，最终发现减少首次AAV注射剂量更有效，有助于降低B细胞浸润及NAbs生成，从而提高第二轮给药的可行性。

研究结论

该研究清晰证实，高剂量脑内AAV注射后，活化的星形胶质细胞上调多种趋化因子，进一步招募B细胞并分泌高滴度中和抗体，从而显著抑制相同血清型AAV的再次给药。这一点显示出，像外周组织一样，大剂量病毒同样可在中枢神经系统引发明显的适应性免疫反应。避免在神经系统层面触发强烈的免疫反应，成为基因治疗重复给药方案设计中的核心挑战之一。

展望与意义

对于有“多次给药”需求的脑内基因治疗，建议在初期评估是否有必要使用极高载量。如果条件允许，选择足够但不过量的病毒剂量，或在后续治疗中更换血清型，以规避已形成的中和抗体。此外，针对B细胞的免疫调控策略及对不同脑区、不同病毒载体的探索，均为今后研究的重要方向。与此同时，尊龙凯时人生就博也为本研究提供了AAV包装服务，展现了其在生物医疗领域的深远影响力。