腺相關病毒（AAV）作為基因治療的載體已被許多國家批準用于治療多種遺傳疾病，包括視網膜色素變性、脊髓性肌萎縮症、杜氏肌營養不良和血友病，并在臨床上取得了很顯著的療效。這些成功案例是建立在AAV能夠在人類的多種組織中實現安全且高效轉導的基礎上，也使得AAV成為目前最為廣泛地應用于臨床的人類病毒載體。

根據病毒衣殼蛋白的氨基酸序列和三維結構，AAV被劃分為六個主要譜系（Clade A–F）。不同血清型展示出獨特的細胞/組織嗜性，因此，不同類型的AAV可用于靶向多種不同組織和疾病類型。其組織選擇性主要由衣殼與宿主蛋白（尤其是細胞受體）的相互作用所決定。 其中，多血清型AAV受體AAVR（KIAA0319L）被證明是大多數AAV天然或人工血清型轉導所必需的關鍵受體[1]。不過，越來越多的研究指出，AAV的組織特異性可能涉及其他受體或輔助因子，并且部分AAV血清型的轉導可能完全不依賴于AAVR[2,3]。

2025年7月14日，北京大學的蘇曉東團隊與澳洲悉尼大學的John Rasko團隊合作，在Cell雜志上合作發表了題為“An alternate receptor for adeno-associated viruses”的文章，報道了一種此前未知的AAV受體——羧肽酶D（Carboxypeptidase D, CPD），并将其命名為AAVR2。

圖1、2025年7月14日online的Cell 文章：“An alternate receptor for adeno-associated viruses” （AAV病毒的新型受體）揭示了羧肽酶D（Carboxypeptidase D, CPD）可以作為Clade E和G家族AAV的高親和性新型受體，且将其命名為AAVR2

悉尼研究團隊首先設計了一個全基因組CRISPR/SAM轉錄激活文庫，在AAVR敲除的細胞系中導入文庫，随後用AAV8-EGFP進行轉導，通過流式細胞術富集感染率高的細胞，随後進行NGS測序分析，成功篩選出CPD基因。後續的驗證細胞實驗進一步表明，AAVR2能夠介導Clade E血清型AAV（包括AAV8、AAVrh10、AAVhu37）及自然來源的AAV11與AAV12的轉導，且該過程不依賴傳統的AAVR受體。

為了理解AAVR2的結構與功能，北大的合作研究者們在HEK293細胞中過表達并純化了AAVR2蛋白的胞外域全長以及各種結構域片段，通過酶聯免疫吸附實驗（ELISA）和表面等離子共振（SPR）證實， AAVR2可以與AAV8衣殼直接相互作用，并證明相互作用主要是由AAVR2的第一個結構域CP1介導。 實驗進一步表明AAV8與AAVR2之間的親和力很強，能達到K_D=73.8 nM。

接着，北大的研究者們利用冷凍電鏡（Cryo-EM）解析了AAV8和CP1結構域的高分辨率複合物結構。 結果顯示，CP1結合于AAV8衣殼的二次對稱軸區域，周圍由多個可變環結構（VR-loops）環繞。在這些VR-loops中，VR-VIII loop發揮關鍵作用，結構顯示這一段與CP1直接相互作用，并且将AAV8的VR-VIII loop嫁接到AAV2的衣殼蛋白，可使原本不能通過AAVR2感染的AAV2獲得AAVR2依賴的轉導能力，直接證明了該段區域在受體特異性中的功能決定作用。

圖2、AAVR2（CPD）的第一個結構域CP1結合于AAV8衣殼的二次對稱軸區域，與以前發現的AAVR與AAV的結合方式完全不同。 除了展示AAVR2與AAV8相互作用的細節外（2C），此圖還比較了AAVR與AAVR2結合AAV的不同之處（2D）

總體而言，本研究鑒定了一條新的AAV轉導途徑，該通路可以不依賴AAVR，具體情況取決于AAV血清型。這些發現強調了深入理解AAV細胞進入機制分子決定因素的重要性，并展示了通過受體調控來優化AAV基因轉導策略的潛力。

悉尼大學John E.J Rasko教授、Charles G Bailey博士以及北京大學蘇曉東教授為本文的共同通訊作者，悉尼大學的博士後Bijay P Dhungel和北京大學博士後徐華是本文的共同第一作者。北京大學生科院冷凍電鏡平台王國鵬老師對本研究作出了重要貢獻。

參考文獻：

1. Pillay, S., Meyer, N.L., Puschnik, A.S., Davulcu, O., Diep, J., Ishikawa, Y., Jae, L.T., Wosen, J.E., Nagamine, C.M., Chapman, M.S., and Carette, J.E. (2016). An essential receptor for adeno-associated virus infection. Nature 530, 108-112. 10.1038/nature16465.

2. Havlik, L.P., Das, A., Mietzsch, M., Oh, D.K., Ark, J., McKenna, R., Agbandje-McKenna, M., and Asokan, A. (2021). Receptor Switching in Newly Evolved Adeno- associated Viruses. J Virol 95, e0058721. 10.1128/JVI.00587-21.

3. Dudek, A.M., Pillay, S., Puschnik, A.S., Nagamine, C.M., Cheng, F., Qiu, J., Carette, J.E., and Vandenberghe, L.H. (2018). An Alternate Route for Adeno-associated Virus (AAV) Entry Independent of AAV Receptor. J Virol 92, e02213-02217. 10.1128/JVI.02213-17.

原文鍊接：https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00692-0