自 1972 年，基因療法這一概念提出以來，該領域已經發展了近 50 個年頭，期間歷經起伏。
1999 年，傑西・蓋爾新格（Jesse Gelsinger）在接受賓夕法尼亞大學詹姆斯・威爾遜（James Wilson）教授實驗室主導下的基因療法治療後死亡，曾為這一領域按下暫停鍵。
在數十年的沉寂中，詹姆斯縮減了實驗室規模，潛心尋找更安全的基因治療載體，他發現了一種腺相關病毒載體（AAV）。在傑西死亡事件的陰霾下，這無疑是涅槃重生。現在，有超過三分之二的基因療法公司都在使用詹姆斯實驗室發現的載體，詹姆斯創立的 AAV 公司 Regenxbio 價值近 20 億美元。
2017 年，諾華和 Kite 的體外基因治療 CAR-T 產品相繼獲批上市，將基因療法這一領域推上了研發熱浪。基因治療領域發展迅速，以至於人們忘記了傑西事件，2020 年，以 AAV 為載體的體內基因療法試驗中有 4 名患者死亡，再次敲響了警鐘。
一直以來，AAV 因其安全性好、免疫原性低、宿主細胞範圍廣、表達外源基因時間長等特點被廣泛應用於基因療法藥物遞送。但現在來看，這一 “安全神話” 似乎要破滅。
該領域諸多公司也在就這些問題進行探索，就在近期，諸多研究人員就體內基因治療出現的問題帶來了自己的見解，且看他們會碰撞出什麼樣的火花？
用 AI 最佳化 AAV 衣殼埃裡克・凱爾西奇（Eric Kelsic）擁有加州理工學院物理學學士學位，他對一切難題充滿興趣並擁有 DNA 合成和測序的背景，在喬治・丘奇 (George Church) 實驗室做博士後期間，他建立了一個能夠用 AI 系統最佳化 AAV 衣殼的平臺，該平臺可以對一種特定 AAV 血清型的所有衣殼變體進行高通量篩選。
根據衣殼的不同，AAV 可以分為不同的血清型，不同的血清型 AAV 擁有不同的組織定向性和表達效率，目前，已發現了十數種 AAV 血清型。
2020 年 5 月，依託 AI 最佳化 AAV 衣殼平臺，埃裡克建立的基因療法公司 Dyno Therapeutics 走出隱匿模式，儘管只完成了 900 萬美元的種子輪融資，但該公司迅速與罕見病巨頭 Sarepta Therapeutics、諾華、羅氏簽訂了合作協議，分別開發用於肌肉疾病、眼疾、中樞神經疾病及肝定向療法的基因療法載體。如果 Dyno 成功開發出更安全的下一代基因治療載體，將有可能獲得上述公司帶來的高達 40 億美元的里程碑付款。目前，Dyno 的的工作仍處於臨床前階段。
“現在，Dyno 所做的事情很新穎，但 5 年後所有公司都可以做到”，基因治療初創公司 Shape Therapeutics 的執行長弗朗索瓦・維格諾 Francois Vigneault 表示。
但並不是每一個人都看好。盧克・範登伯格（Luk Vandenberghe）是馬賽諸塞州眼耳醫院基因治療中心的負責人，他認為，“該領域在開發攜帶大片段基因以及躲避中和抗體的載體方面能力很薄弱”。中和抗體是一種與病原體結合的抗體，這種抗體會干擾 AAV 靶向病原體，降低基因治療的效果。
罕見病基因療法公司 Spark Therapeutics 的首席科學官費德里科・明戈齊 Federico Mingozzi 已經成功開發了一種能夠切除病人體內中和抗體的酶。該公司開發的 Luxturna 成為首個獲得 FDA 批准的 AAV 的基因療法，用於治療視網膜營養不良症。
盧克創立的基因治療公司 Affinia Therapeutics 利用專有的 AAV 文庫和技術改造病毒衣殼蛋白的免疫原性和組織定向性，該公司聚焦於中樞神經疾病和肌肉疾病，在 2020 年 4 月的時候，該公司和 Vertex 達成高達 16 億美元的合作，共同設計 AAV 衣殼，開發用於治療囊性纖維化和杜氏肌營養不良症的基因療法。
盧克也嘗試了埃裡克所使用的 AI 最佳化 AAV 衣殼的方式，但他們失敗了，因此，盧克對於埃裡克是否有足夠的知識用 AI 改造最佳化 AAV 衣殼蛋白表示懷疑。
基因治療公司 Encoded Therapeutics 等公司則在設計一種啟動子，以控制 AAV 載體的組織定向性以及 DNA 序列的表達。
替代 AAV麻省大學的基因療法教授羅伯特・科汀（Robert Kotin）研究 AAV 時間長達 20 年，儘管他參與發現了 AAV4 和 AAV5 中兩種常用的血清型，但他不認為衣殼會起什麼作用。“我們認為衣殼是無聊的，一直都是，它們沒什麼作用，細胞會限制它們”，羅伯特表示。
早在 10 年前，羅伯特和另外一名科學家 Lina Li 在改善 AAV 製造過程中發現了一種用封閉 DNA（ceDNA）遞送基因片段的方式，這種 DNA 能夠從細胞質進入細胞核，並在細胞核中停留表達，這意味著，在沒有病毒載體的情況下，也可以進行基因遞送。
2016 年，美國生命科學領域風投公司 Atlas Venture 的合夥人傑森・羅德斯 Jason Rhodes 注意到了羅伯特的工作，並推出了 Generation Bio 公司，利用這種非病毒的方式能夠將大型甚至多個基因靶向特定的細胞，因此，這種方式能夠治療更罕見難治的疾病。
“這種方式不會取代 AAV，而是一種完全不同的生物療法”，Generation Bio 的執行長傑夫・麥克唐納（Geoff McDonough）表示。但有些專家懷疑這種方式是否擁有 AAV 的組織定向能力以及達到 AAV 的表達水平。
這種懷疑不是空穴來風，根據 Generation Bio 釋出的猴子試驗資料，用脂質奈米顆粒將 DNA 載體遞送到體內後，並不會產生用 AAV 載體遞送時相同的表達量。但傑夫聲稱這是他們之前的載體遞送資料，現在已經改造了。目前，該公司主要解決肝臟和視網膜疾病，佈局的 8 條管線均處於臨床前階段。
基於目前出現的問題，一些專家認為，未來是否會依賴於 AAV 還不確定，很多公司在積極探索新的方向。
2019 年，美國波士頓風投機構 Flagship Pioneering 推出了一家利用指環病毒作為載體的基因治療公司 Ring Therapeutics。該公司的執行長 Tuyen Ong 認為，這種病毒能夠定向到人體特定的部位，並且無免疫原性，“這至少消除了兩個關鍵的 AAV 障礙”，即組織定向性和免疫原性。
但問題在於，指環病毒比 AAV 還要小，會限制其在臨床中的應用。“這不會是最終的解決方式，但是還有很多病毒有待探索”。Beam Therapeutics 的首席科學官 朱塞佩・拉米爾拉（Giuseppe Ciaramella） 說道。
細胞和基因療法初創公司 Sana Biotechnology 也在積極解決基因遞送和免疫原性的問題，他們開發了一種 “融合技術”，即用工程化的手段改造自然界發現的蛋白質，Sana 聲稱這項技術可以容納兩倍於 AAV 大小的基因，並且可以定位到任何的細胞型別中。
目前，Sana 佈局的管線潛在的適應症涵蓋腫瘤、肝臟相關遺傳疾病、血紅蛋白病、糖尿病、中樞神經及心血管疾病等。雖然該公司創立於 2018 年，佈局的 10 多條管線均處於臨床前階段，但就在前些日子，Sana 已經提交了 IPO 檔案，據外媒預估，Sana 公司 IPO 之後的估值將高達 90-120 億美元，一旦上市，會成為有史以來最高估值的臨床前生物製藥公司。
AAV 仍是當下最優解儘管最近 AAV 臨床試驗波折眾多，但機遇和挑戰並存，很多產業界及投資界的人依舊看好。
2020 年年底，禮來斥資 10 億美元收購了基因治療公司 Prevail，同時獲得了 Prevail 三種用於治療神經疾病的基於 AAV9 的基因療法；Taysha 籌集了 2.82 億美元資金用於在中樞神經系統中推進 18 種不同的基於 AAV9 的基因療法。Taysha 的執行長 RA Sessions 認為：“我們挖掘到的 AAV9 的潛力僅有冰山一角。”
大量玩家湧進該賽道也為 CDMO 公司創造了機遇。查詢 ClinicalTrials.gov，目前有超過 4000 項基因治療試驗處於臨床階段，有超過 270 項與 AAV 相關的臨床試驗。但大量初創公司為 CDMO 公司送去訂單的同時，FDA 也面對著質量監控問題。
高劑量也是最主要的致死原因。在 2020 年發生的 4 例致死病例中，其中 3 例來自於日本製藥公司安斯泰來（TYO: 4503，Astellas）的子公司 Audentes Therapeutics ，雖然患者分別死於敗血症和胃腸道出血，但根本原因是因為接受了高劑量的治療。
同年，在 11 月份的 AAV 研究人員年度大會上，FDA 的皮特・馬克斯（Peter Marks）敦促該領域專注於最實際的解決方案。在為期兩天的活動中，他們研究了 Audentes 臨床試驗中的諸多細節問題，包括該公司如何低估了患者實際注射的病毒數量，同時討論了醫生提供的免疫抑制方案。
目前，並沒有找到兩全其美的方法，Audentes 的選擇我們也早已知道：降低劑量，並在 2020 年 12 月份恢復了臨床試驗。
皮特說道：“很顯然，未來會有除了 AAV 以外的方式，但現在 AAV 依舊是基因治療領域的主力軍，我們應該嘗試最大程度地使用它。”