一些基因治疗方法使用经过修饰的腺相关病毒（AAVs），如图所示，将治疗性遗传物质递送到患者的细胞中。图片来源：Thomas Cleveland（IBBR/NIST）
在一项具有重要医学治疗前景的研究中，研究人员评估了基因治疗中几种常用的测量技术。该研究确定，最流行的一种技术“存在问题”，需要进一步开发和标准化。
在基因治疗中，通过替换或修改一个人的缺陷基因来治疗或预防疾病。目前市场上大约有两打产品，数百项临床试验正在进行或计划中，这种治疗方法被誉为针对镰状细胞病到癌症等各种疾病的根源性治疗革命。
一些基因治疗使用经过修饰的腺相关病毒（AAVs）将治疗性遗传物质递送到患者的细胞中。这些AAVs被设计为靶向特定类型的细胞，然后其感染性的遗传物质被替换为治疗性遗传物质，并给予患者。
正确测量这些被称为AAV载体的物质对于其安全性和有效性至关重要。
最近发布的一项研究中，美国国家标准与技术研究院（NIST）、生物制药制造创新研究所（NIIMBL）和美国药典（USP）的研究人员招募了美国和欧洲的六家行业实验室来测量样本AAV载体。这项工作发表在《人类基因治疗》杂志上。
这些实验室被要求量化载体中的遗传物质和病毒颗粒浓度。他们使用了四种测量技术，并将结果报告给研究作者。
在四种测量方法中，聚合酶链反应-酶联免疫吸附测定法（PCR-ELISA）的准确性和精确度最低。准确性是指测量值与正确值的接近程度，而精确性是指该方法能否产生一致相似的结果。
PCR-ELISA的不精确性导致研究作者得出结论，该方法具有“较差的可重复性”。其结果在同一实验室内部和不同实验室之间都无法可靠复制。
研究作者补充说：“该方法不应在未进一步开发和协调的情况下用于定量[AAV载体测量]。”
PCR-ELISA实际上是两种独立工具的结合。PCR用于量化遗传物质，ELISA测量构成病毒外壳的蛋白质。这两种测试已经存在了几十年，市场上目前有数十种版本。
因此，PCR-ELISA在制造和使用方式上存在细微但重要的差异，NIST化学工程师Wyatt N. Vreeland表示。每个人可能都认为他们在进行相同的PCR-ELISA测试，但他表示，实际上并非如此。
“这就像一个巧克力蛋糕的食谱，”Vreeland说，他是该研究的主要调查员。“你可以给某人相同的原料，但当你用不同的设备制作它们或在不同的烤箱中烘烤时，蛋糕不会一样。”
关于其他三种方法，研究发现了以下结果：
- 尺寸排阻色谱与多角度光散射和串联紫外/可见光或折射率检测（SEC-MALS）是最准确和精确的方法。
- 沉降速度分析超速离心法与紫外/可见光或瑞利干涉光学检测（SV-AUC）比SEC-MALS的准确性和精确度低，这令研究人员感到惊讶，因为SV-AUC被认为是AAV载体测量的“金标准”。然而，SV-AUC在创建AAV载体中遗传和病毒颗粒分布的详细“地图”方面优于SEC-MALS。研究建议“SEC-MALS可以作为通用方法，必要时使用[SV-AUC]进行更完整的分析。”
- 双波长紫外分光光度法（A260/A280），它通过测量样品对紫外线的吸收来进行测量，与其他方法相比存在显著局限性。它无法区分部分填充或过量填充的AAV载体。此外，AAV蛋白颗粒太大，超出设备处理范围而不产生错误。这些分光光度法的问题已有充分记录，通常不依赖于高精度测量。
该研究未对过去、现在或未来依赖这些方法测量AAV载体的基因治疗研究得出结论。它也未提出任何政策或监管建议。
在未来的工作中，NIST、USP和NIIMBL的研究人员计划为SV-AUC制定标准操作程序（SOP）。SOP是一组特定技术和方法的详细书面指令。科学家们认为，广泛接受的SV-AUC SOP将提高其可重复性表现，达到与SEC-MALS相同的水平，后者已有SOP。
“我们测试的所有不同方法都有其局限性和不确定性，”Vreeland说。“重要的是，您要了解您的测量技术能告诉您什么，不能告诉您什么。”
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