Journal of Virology│我院张其威教授团队研发一种新型的猴腺病毒基因治疗和疫苗载体

2023年9月15日，美国微生物学会旗下病毒学Top期刊Journal of Virology在线发表了我院张其威教授课题组的最新研究成果：“Isolation of novel simian adenoviruses from macaques for development of a vector for human gene therapy and vaccines”。这是该团队今年在Journal of Virology上发表的第二篇腺病毒研究论文。该研究分离获得了一株新型的猴腺病毒，对该猴腺病毒的基因组特征、细胞嗜性、病毒复制能力等开展了研究，发现该猴腺病毒在人群中的预存免疫较低；进而对该猴腺病毒进行全基因组改造，构建获得了多株复制缺陷型的猴腺病毒基因递送和表达载体，可高效表达外源蛋白，有望进一步开发为一种新型的基因治疗和疫苗载体。

腺病毒（Adenovirus）一直被广泛用于基因治疗载体和疫苗载体，但是由于人腺病毒在儿童中的广泛流行，健康成人中针对人腺病毒的血清中和抗体滴度普遍偏高，其中人5型腺病毒在人群中血清中和抗体的阳性率高达100%；高预存免疫在一定程度上干扰了腺病毒载体作为基因治疗和疫苗载体传递外源基因的效率。由于人腺病毒（HAdV）与猴腺病毒（SAdV）同属于哺乳动物腺病毒属（Mastadenovirus），两者的基因组结构比较相似，因此，研发低流行率的新型猴腺病毒载体替代人腺病毒载体是一个很好的研究策略。

针对这一个科学问题，张其威团队对收集的野生猴粪便开展了分子流行病学研究，发现猴腺病毒在野生猴群肠道中的流行率高达33.9%，且其中大部分在进化中形成一个独立分支（SAdV-X）。随后团队分离培养获得一株猴腺病毒SAdV GZ3-12，并开展了进化分析和形态学观察（Fig.2-Fig.4），发现SAdV GZ3-12属于一株新型猴腺病毒（Table 1、Table 2）。此外，通过血清微量中和实验，发现猴腺病毒GZ3-12在健康成人血清中的中和抗体阳性率和滴度均较低。随后，研究团队进一步构建了猴腺病毒的感染性克隆，删除了GZ3-12病毒的E1区、E3区，构建获得了多株复制缺陷型的猴腺病毒载体。令人惊讶的发现是，猴腺病毒GZ3-12 E3区的缺失会导致病毒在HEK293细胞中的复制包装能力丧失，但可在E3区互补细胞系中（HEK293-E3）稳定复制传代（Fig.6），这颠覆了教科书中记载的猴腺病毒E3区为复制非必需区的理论。

缺失E3区的腺病毒当使用人5型腺病毒的E4orf6替换其自身的E4orf6后，在HEK293细胞中可产生子代病毒颗粒，并高效表达外源蛋白（Fig.5、Fig.6），但在其他细胞内只能表达外源蛋白，无法产生感染性的子代病毒，这进一步减低了腺病毒载体的传播风险（Fig.9）。猴腺病毒GZ3-12在A549和Caco2细胞中外源蛋白表达效率较高，而在Hela和HepG2细胞中表达效率较低（Fig.8），说明该腺病毒载体具有组织选择性；猴腺病毒GZ3-12通过利用CAR和DSG-2两种受体感染细胞（Fig.10）。

在目前普遍使用人5型腺病毒作为基因递送载体和疫苗载体的背景下，本研究开发了一种在人群中预存免疫低且外源基因表达效率高的新型猴腺病毒载体。同时在载体构建的过程中，我们首次发现腺病毒E3区是猴腺病毒GZ3-12的复制必需区，这对深入研究猴腺病毒和人腺病毒基因功能的差异提供重要基础。本研究所获得的新型猴腺病毒载体有望成为一种替代目前所用腺病毒基因治疗载体和疫苗载体的新的候选载体。

博士研究生蓝文东为该论文的第一作者，解放军总医院第五医学中心陈威巍研究员，广州生物医药与健康研究院冯立强研究员，南方医科大学万成松、赵卫教授，新墨西哥大学James Chodosh教授，乔治梅森大学Donald Seto教授等为该论文做出了重要贡献。张其威教授为本论文的通讯作者。该研究获得国家自然科学基金(32170139，92269103)、广东省应急攻关专项(2023A1111030003)等项目资助。

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张其威教授团队长期致力于腺病毒（冠状病毒）的分子进化、致病机制、新型腺病毒载体和疫苗研究；在N Engl J Med，Nat Commun，Signal Transduct Target Ther，J Virol（7篇），Emerg Infect Dis，Vaccine，Emerg Microbes Infect，J Med Virol等国际学术刊物上发表70多篇研究论文，引用6000多次（ESI高被引论文5篇）。张其威教授团队拟招聘具有病毒学、流行病学、免疫学、分子生物学等相关研究背景的科研助理、博士后及海内外高层次人才2-3名。有意者请将个人详细简历以邮件方式发送至：zhangqw@jnu.edu.cn。

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