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AI辅助的基因治疗平台:AI载体研制、人源化模型、药效评价一站式解决方案

2026-09-28
AAV靶向递送一本通
AAV靶向递送一本通
针对不同组织的AAV实验实操指南,直击血清型、启动子、注射方案等关键决策点
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AI辅助基因治疗平台一站式解决方案

导语:从载体到模型再到药效评价

基因治疗全球研发管线持续增长,AAV 作为重要的体内递送载体,在眼科、神经系统疾病、罕见病和遗传病等方向受到广泛关注。与此同时,载体筛选周期长、组织靶向难、疾病模型与人体差异明显、多供应商协作导致数据割裂等问题,也让基因治疗从早期发现走向临床前转化时面临更高的系统性要求。

赛业生物基因治疗平台围绕上游 AI辅助AAV发现、中游疾病模型构建、下游药效评价服务,提供从基础研究到临床前转化的一站式支持,帮助研究团队更高效地完成载体、模型与验证体系之间的衔接。

一、AI辅助载体研制,突破传统AAV筛选瓶颈

传统 AAV 衣壳筛选往往依赖大规模实验文库和多轮体内外验证,周期长、成本高,且不同组织、物种和给药路径之间的可迁移性有限。赛业生物将深度学习模型引入 AAV 衣壳设计与筛选,通过算法预测、文库筛选和实验验证结合,提升对产量、组织感染能力、免疫原性和递送效率等指标的综合评估能力。

AAV衣壳产量预测模型工具界面
AAV衣壳产量预测模型,可用于早期评估候选衣壳序列的可生产性。

如果需要先对候选AAV衣壳序列进行可生产性预测,可直接体验AAV衣壳产量预测模型。

点击立即体验

AI辅助筛选的价值,不只是把既有文库筛得更快,而是把载体设计从有限候选扩展到更大的序列空间。通过“算法建模预测-文库筛选-体内外验证-反馈优化”的闭环流程,AAV载体优化周期可由传统至少3年压缩至约1年,研发效率提升约3至6倍。

AI辅助AAV衣壳优化流程示意图
AI辅助AAV衣壳优化流程:文库构建、文库筛选、算法预测、AI引导设计与迭代优化。

二、AI-AAV案例:眼底与中枢递送探索

近期,依托自研AI-AAV筛选平台产出的眼科专属变体AAV2.PN168相关成果,成功登上《Molecular Therapy Advances》封面。该变体可通过微创玻璃体腔注射,在小鼠及非人灵长类实现视网膜高效转导,为眼底疾病基因治疗提供新的递送方案。读者可延伸阅读 AI-AAV眼底病基因治疗文献解读。

赛业生物AI-AAV研究成果登上Molecular Therapy Advances封面
赛业生物AI-AAV研究成果登上《Molecular Therapy Advances》封面。

小鼠视网膜靶向性变体AAV2-PM054

玻璃体腔注射后,AAV2-PM054在视网膜转导范围和组织穿透能力方面表现突出,适用于各类眼底疾病的基础研究和应用研究。

AAV2-PM054小鼠玻璃体内注射后视网膜转导效果
小鼠视网膜靶向性变体AAV2-PM054玻璃体内注射效果。

小鼠跨血脑屏障大脑靶向性变体AAV9-PM167、AAV9-PM228

通过小鼠尾静脉注射,AAV9-PM167、AAV9-PM228可用于探索中枢神经系统高效转导,为各类神经疾病临床前研究提供载体递送评价依据。

AI-AAV中枢神经系统递送荧光成像结果
AAV9-PM167、AAV9-PM228小鼠尾静脉注射后的中枢神经系统转导效果。

NHP非人灵长类大脑靶向变体AAV9-PM170

在食蟹猴小脑延髓池给药研究中,AAV9-PM170可实现多个中枢神经区域靶向,并高效转导神经元,为更高级别的临床前数据产出提供支持。

AAV9-PM170食蟹猴小脑延髓池给药后脑区转导效果
小脑延髓池内注射后,AAV9-PM170在多个中枢神经区域显示转导信号。
AAV9-PM170在非人灵长类多个脑区和脊髓中的转导效果
Day21,9E12+9E12vg/NHP条件下的非人灵长类中枢递送结果。

从小鼠视网膜、外周给药跨血脑屏障,到非人灵长类中枢递送验证,AI-AAV的案例数据展示了载体工程从算法筛选走向体内验证的完整路径,也为眼科与神经方向的基因治疗载体优化提供了更清晰的实验参考。

三、基因治疗动物模型,筑牢临床前研发根基

区别于传统小分子药物,基因治疗的疗效与安全性高度依赖高质量动物模型,这是预判临床风险的关键抓手。赛业生物依托 TurboKnockout® 基因编辑技术,打造 HUGO-GT®全基因组人源化小鼠,高度适配ASO、siRNA、AAV等基因治疗药物,尤其适合对基因序列完整性要求较高的研发管线,已在DMD、RHO等多条基因治疗管线落地应用。

基因治疗人源化模型精选可优先关注HUGO-GT®全基因组人源化小鼠模型;对于需要疾病表型快速搭建的研究,也可结合AAV诱导模型、疾病诱导模型与药效评价终点共同设计。

在 DMD、RHO、神经退行性疾病、动脉粥样硬化等研究方向中,模型选择不仅决定药效验证是否充分,也直接影响给药方式、组织取样、终点指标和后续安全性评估设计。

模型编号 模型名称 构建方式 应用方向
CG0028 AAV诱导的小鼠阿尔茨海默病模型 C57BL/6J双侧海马立体定位注射AAV-APP和AAV-PSEN1 阿尔茨海默病研究
CG0016 AAV诱导的小鼠帕金森综合征模型 C57BL/6J静脉注射AAV9 PM228-hA53T-α-syn 帕金森病研究
CG0022 AAV-PCSK9诱导动脉粥样硬化模型 C57BL/6J静脉注射AAV8-mPCSK9 动脉粥样硬化研究

四、多维度药效评价服务,打通转化验证链路

基因治疗临床前研究通常需要同时回答“载体是否到达目标组织”“表达是否足够”“药效是否成立”“安全窗口是否可接受”等问题。赛业生物可围绕免疫学、分子检测、病理分析、行为学和体内功能评价等维度,提供与 基因治疗CRO服务 相衔接的药效评价方案。

常用检测体系包括 WB、IF、ELISA、FACS、qPCR、细胞增殖、细胞周期、凋亡、迁移与侵袭评价,以及超声、血生化、心电、血压、水迷宫、新物体识别、步态分析和视网膜铺片等多类功能终点。

对于需要递送载体制备和体内验证联动的项目,可结合 病毒包装服务、疾病动物模型和标准化药效评价流程,减少多平台切换带来的样品、数据和时间损耗。

五、huTFRC人源化模型与血脑屏障递送案例

血脑屏障递送是中枢神经系统药物研发中的关键难点。赛业生物 huTFRC 人源化小鼠实现多组织人源TFRC基因与蛋白稳定表达,无鼠源同源基因干扰。尾静脉注射抗人TFRC双特异性抗体后,药物在大脑皮层显著富集,血清药物浓度下降,直观验证TFRC介导的血脑屏障转运功能,为 血脑屏障药效评价 以及靶向中枢的基因/抗体药物提供可靠临床前评价体系。

huTFRC小鼠和野生型小鼠多组织TFRC基因表达检测结果
huTFRC小鼠和野生型小鼠肝脏、海马、大脑皮层和肾组织中的TFRC基因表达检测结果。
huTFRC小鼠脑组织皮层海马和纹状体TFRC蛋白表达水平
huTFRC小鼠和野生型小鼠脑组织皮层、海马和纹状体中的TFRC蛋白表达水平。
huTFRC小鼠外周组织TFRC蛋白表达检测结果
huTFRC小鼠和野生型小鼠外周组织中的TFRC蛋白表达检测结果。
huTFRC小鼠大脑皮层和海马组织人源TFRC蛋白表达结果
huTFRC小鼠大脑皮层和海马组织中人源TFRC蛋白表达结果。
huTFRC小鼠全血骨髓和脾脏中的TFRC蛋白表达检测结果
huTFRC小鼠全血、骨髓和脾脏中的TFRC蛋白表达检测结果。
huTFRC小鼠体内TFRC介导的中枢神经系统递送效率验证
huTFRC小鼠体内TFRC介导的中枢神经系统递送效率验证。

在相关验证中,抗人TFRC双特异性抗体在脑皮层中出现明显富集,同时血清浓度下降,提示该模型可用于评价借助TFRC通路跨越血脑屏障的递送策略。对于中枢神经系统疾病药物研发而言,这类人源化模型可帮助研究者更早评估靶点、递送路径和分子设计之间的匹配度。

六、基因治疗平台优势

全流程自主CRO平台:搭建覆盖载体构建、病毒包装生产、疾病模型打造、药效评价的全链条服务体系,保障整套实验数据连贯、结果可靠。

专业生信分析能力:依托AI+生物信息学专业团队与成熟算法模型,可完成基因突变风险预判、动物模型设计、AAV衣壳蛋白优化等工作,高效支撑研发推进。

多元化优质动物模型:储备眼科、神经等多领域动物模型,自研全基因组人源化模型,适配AAV、ASO、siRNA等各类基因治疗药物的临床前研发要求。

体内外一站式综合服务:兼具细胞生物学与模式动物技术积淀,可提供从基因风险评估、载体设计、模型构建,到药效验证、表型分析的全套服务,助力科研与临床转化。

七、相关服务、资料与延伸阅读

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赛业生物 iCyagen 1.0 正式上线:二十余年基因编辑经验沉淀,打造垂直科研 AI 平台

iCyagen 1.0 是赛业生物首款数字化科研平台,以基因编辑设计与科研问答为核心,将二十余年定制化模型构建方案、项目经验、实验设计逻辑与疑难问题解决思路,沉淀为“AI工具+生物信息学数据库”的一站式智能科研平台。

在基因治疗项目早期,研究者常需要同时梳理靶基因信息、载体递送路径、动物模型选择、检测终点和资料依据。赛业生物 iCyagen 科研 AI 平台 可作为前期问题拆解和资料检索入口,帮助科研人员更快形成可讨论、可验证的方案思路。

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  • 药效评价
  • 血脑屏障

FAQ

AI辅助AAV发现主要解决什么问题?

AI辅助AAV发现可在早期帮助研究者从更大的序列空间中筛选候选衣壳,并结合产量、组织感染能力、递送效率和免疫原性等指标进行综合评估,从而提高载体优化效率。

基因治疗项目为什么需要同时考虑动物模型和药效评价?

载体能否有效递送、靶组织表达是否充分、疾病表型是否被改善、安全窗口是否可接受,都需要在合适的动物模型和标准化评价体系中验证,单独完成载体筛选往往不足以支撑转化判断。

huTFRC人源化小鼠适合哪些研究场景?

huTFRC人源化小鼠适合用于评估借助TFRC通路跨越血脑屏障的递送策略,例如抗体、双特异性分子或中枢递送相关候选药物的脑内富集与外周分布验证。

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