AAV载体基因药物临床生物样本分析要点及挑战

细胞和基因治疗已进入高速发展期,多种病毒和非病毒载体被应用于细胞和基因治疗领域。其中,腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)载体因其对治疗基因的高效转导率、持久的表达能力和良好的安全性等特点,在遗传病的体内基因治疗领域得到广泛应用。随着越来越多的AAV载体基因药物进入临床研究阶段,AAV载体药物的生物分析也越来越受关注,涉及药物代谢动力学(pharmacokinetics, PK)、药效学(pharmacodynamics, PD)、免疫原性、病毒脱落和基因整合监测等方面,目前均缺乏标准化的分析方法、标准品和对照品,在分析方法验证方案、接受标准等方面亦尚无统一规定。囿于AAV载体药物组成和作用机制的复杂性,无论是分析方法、结果解释,还是监管机构的建议和要求等方面均不同于传统小分子和蛋白药物。本研究结合AAV载体基因药物特点、监管机构建议和已发表的临床研究,概述AAV载体基因药物临床生物样本给药前、给药后分析工作要点及面临的挑战,以期为临床上AAV载体基因治疗药物的研究开发提供借鉴和参考。

基于差分进化的生物地理学优化算法

针对生物地理学优化算法在实数编码时搜索能力较弱的缺点,提出一种基于差分进化的混合优化算法(BBO/DEs)。通过将差分进化的搜索性与生物地理优化算法的利用性有机结合,以解决原算法在局部搜索时容易出现早熟的问题;并构造一种基于Levy分布的变异方式,确保种群在进化过程中保持多样性;最后通过实验比较,选取了合适的试验策略。利用高维标准测试函数对相关算法进行实验,结果表明该算法能够克服搜索能力不足的缺点,并继承了原算法的快速收敛性能,可以有效兼顾精度与速度的要求。

基于Boltzmann机制的双子代竞争差异演化算法

差异演化（differential evolution，DE）是Storn和Price（Technical ReportTR-95-102，International Computer Institute，Berkely，1995）提出一种基于个体差异重组思想的演化算法，适合于求解连续空间的最优化问题．和其它演化算法相比，差异演化算法在求解非凸、多峰、非线性函数优化问题时表现出极强的稳健性，且在同样的精度要求下，算法收敛的速度快,但过早收敛和陷入局部最优是包括差异演化在内的演化算法面临的一个重要问题,提出一种基于Boltzmann生存机制的双子代竞争差异演化算法,为避免算法过早收敛，利用交叉操作生成两个新个体以增加群体多样性，然后与父代个体竞争形成子代个体．在选择操作中引入Boltzmann机制，以一定概率接受较差解，使算法能跳出局部最优，最终达到全局最优解．利用Brest et al．（Evdutionary COmputation，2006，10：646-657）中的21个测试函数，分别与标准DE算法、jDE算法进行性能比较．实验结果表明，该算法的平均性能值、最优性能值以及最优解质量都优于标准DE算法和jDE算法．

自适应调整控制参数的差异演化算法

控制参数选取是包括差异演化在内的演化算法设计时所面临的一个重要问题,对算法的性能有着重大影响。针对差异演化算法参数选取问题,提出一种利用个体适应度作为参数调整决策依据,并结合一定的调整概率对F和CR进行自适应调整的方法,解决了手工设置控制参数的不便。同时利用交叉操作生成双子代个体与父代个体竞争形成新一代种群,加快了算法的收敛。对标准测试函数的仿真实验结果表明,该算法无论在最优解质量和收敛速度上都优于相关算法,尤其对于高维函数而言。

一种基于选择策略的差分混合蛙跳算法

设计了一种选择差分混合蛙跳算法SDSFLA,该算法通过增加组内个体更新个数提高了种群更新效率;通过引入差分进化算法的交叉算子和变异算子,加强了个体之间的信息交流;使用多种更新策略,提高了实验个体产生的成功率;随机选择控制参数,增加了种群的多样性。基于16个基准测试函数,将SDSFLA与一种改进的蛙跳算法、两种改进的差分进化算法进行对比,实验结果证实了SDSFLA算法的有效性和稳定性。

腺相关病毒基因治疗载体的改良与应用

腺相关病毒(adeno-associated virus,AAV)的非致病特性使得以其为基础的重组病毒载体具有卓越的安全性,成为在基因治疗中最富吸引力的候选载体之一,并且在多种疾病的临床治疗中广泛应用。在过去的十余年中,随着分子病毒学领域对AAV基础研究的进展,研究者不断地为重组腺相关病毒的生产和改良提供新的思路和方案,以改善其对宿主或靶向细胞的感染选择性和转导效率,其中相当部分已逐渐向临床试验阶段过渡。本综述将在介绍AAV基本生物学特征的同时,结合一些实验室研究的成功案例,重点讨论AAV的改良策略、实施方案与应用特点,并对当前以AAV为载体的基因治疗的全球现状及其所面临的挑战与前景进行分析和探讨。

特征筛选对脑-机接口信号单次提取精度的影响

脑-之机接口的核心问题之一是通信载体信号的单次提取．在构建脑控拼写器的过程中，通过“模拟自然阅读”诱发模式产生的视觉诱发电位作为人脑与计算机之间的通信载体，采用支持向量机方法进行特征信号的单次识别．为提高识别精度，详细研究了信号时程、时段的选择对模式识别精度的影响．结果表明，信号时程越长分类精度越高，时程达到300ms时，分类精度就可达到最大值（且趋于饱和）；信号时段的选择对分类精度亦有较大影响，最佳时段在靶刺激出现后约250～350ms作为起始处．这一结果为提高系统的整体速度与精度打下了基础．

眼部疾病的基因治疗进展

目前,全世界已有31项眼部疾病基因治疗临床试验被批准,多数仍处于研究阶段.Leber先天性黑朦（LCA）目前已开展Ⅲ期临床试验,随访时间最长6年;无脉络膜症多中心的临床试验也取得了积极效果;视网膜色素变性（RP）已开展基因治疗Ⅰ期临床试验;年龄相关性黄斑变性（AMD）基因治疗的Ⅰ期临床试验结果令人鼓舞;青光眼基因治疗中使用RNA干扰技术和优化的偶联表面活性磷脂纳米微粒也取得了良好效果.就LCA、RP、无脉络膜症、AMD和青光眼基因治疗的一些实验室及临床研究进展,包括眼部基因治疗方法、各种基因载体和常用的动物模型等进行综述.病毒载体已广泛应用于眼部疾病的基因治疗中,一些与免疫排斥和基因突变相关的潜在性风险以及个体反应的差异性促使人们去探索更安全、高效的方法.基因编辑技术的出现,必将对眼部疾病的基因治疗领域产生深远影响.

通道选择对诱发脑电单次提取精度影响的研究

采用“模拟自然阅读”诱发电位作为人脑和计算机之间的通信载体,用支持向量机从脑电中提取诱发电位。以被试4个通道记录到的脑电信号分别作为特征,信号时程固定为300ms,时段分别取100ms^400ms、200ms^500ms和300ms^600ms。三个被试的单通道最佳分类结果分别达到95.9%(被试M,通道Cz,300ms^600ms时段),94.3%(被试H,通道Oz,100ms^400ms时段)和93.8%(被试T,通道Oz,200ms^500ms时段)。这一结果为简化脑—机接口设计打下了良好的基础。

慢病毒载体的改进为基因治疗带来了新的希望

基因治疗被认为是治愈疾病的最佳方式,但是本世纪初一系列不良事件发生,使基因治疗一度受挫。通过几年来研究和改进,慢病毒以其高转染率、靶细胞中稳定的表达和良好的安全性,为基因治疗又带来了新的曙光。目前慢病毒载体在HIV感染、地中海贫血、X连锁的肾上腺脑白质营养不良等疾病中已开展了相关的临床试验,获得了一定的治疗效应,尚未观察到严重的与基因治疗相关的不良事件。初步取得的成果使基因治疗再次成为人们关注的热点。本文就基因治疗为何受阻于病毒载体问题,慢病毒载体的高效安全特征和慢病毒载体的制备问题进行了综述。

全方向推进器叶片调距机构设计

参照摆线推进器的叶片螺距控制机构原理以及日本川崎重工圆盘连杆调距机构原理,设计了一种新型的全方向推进器的叶片调距机构,并分别给出了工作原理和装配图,介绍了叶片调距机构的实现方法。通过进行两种调距机构的性能、造价等因素的比较,选择了圆型连杆机构作为试验模型的调距机构。

视网膜疾病基因治疗的现状与未来

近年来人类基因组学研究的不断深入，基因突变检测的方法日新月异，尤其是基因芯片和全外显子扫描技术的出现，使突变基因检测变得更加简单和高效，越来越多的导致视网膜疾病的突变基因被确认。一些自然动物模型和基因敲除动物模型广泛应用于实验研究，促进了视网膜变性类疾病治疗研究的进展。此外，由于基因转染载体技术的进步，视网膜变性疾病的基因治疗研究也取得了长足的进步。随着2008年开始的Leber先天性黑嚎（LCA2）临床试验的顺利开展，为更多的隐性遗传性视网膜变性类疾病的基因治疗奠定了良好的基础，如应用基因替代疗法治疗MERTK基因突变引起的视网膜色素变性（RP）、ABCA4基因突变引起的青少年型黄斑变性、USH2A基因突变引起尤赛综合征、CHM基因突变引起先天性无脉络膜症以及应用血管内皮生长因子（VEGF）抗体疗法治疗年龄相关性黄班变性等均已相继进入临床试验阶段。基因治疗虽然有广阔的应用前景，但早期基因诊断和早期基因治疗是获得长期稳定疗效的基本条件，而对中晚期视网膜变性类疾病的治疗方法还需要改进和完善，基因替代治疗和抗凋亡／神经营养因子相结合的新疗法可能是一个较好的选择。

单通道脑电信号中诱发电位的单次提取

我们正在构建一个脑控拼写装置,直接利用脑信号与计算机进行交互。在这种实时通信模式中,作为通信载体的特征脑信号淹没在自发的脑电背景中,不能采用常规的叠加平均方法来提取,而必须实现特征信号的单次识别。为使这种技术走出实验室,记录脑电的导联数应越少越好。我们采用独特的“模拟自然阅读”诱发模式,让被试从平滑移过小视窗的刺激符号串中识别靶刺激符号,以产生视觉诱发电位(VEP)。利用支持向量机方法,对三名被试位于导联P z处EEG信号中的VEP进行了单次提取,正确识别率分别为92.1%、94.1%和91.5%,达到了较为满意的效果,为系统的实现打下了基础。

埃博拉疫苗临床研究进展

2014年西非埃博拉疫情暴发后,多个埃博拉疫苗临床试验陆续开展。开展临床试验的埃博拉疫苗主要是病毒载体类疫苗,例如人腺病毒载体(Ad5和Ad26)、3型黑猩猩腺病毒载体(Ch Ad3)、水泡性口炎病毒载体(VSV)、痘病毒载体(MVA)。从免疫策略上来说,包括单次免疫与初免-加强两种免疫策略。基于Ad5、Ad26、Ch Ad3和MVA载体的埃博拉疫苗在Ⅰ、Ⅱ期临床试验中显示了良好的免疫原性,基于VSV载体的疫苗更是在Ⅲ期临床试验中显示了很好的保护性。

脑-计算机接口载波成分的单次提取

利用脑-机接口这种新颖的人-机交互模式构建一种脑控拼写器,用于帮助高位截瘫患者实现与外界的交流。该系统采用模拟人类自然阅读的诱发模式,大脑自主地进行选择性输入。在这种实时通信模式中,不能采用认知科学实验及临床中的常规叠加平均方法来提取VEP,而必须实现特征信号的单次识别。论文利用支持向量机分类器对三名被试的脑电信号的载波成分进行了单次提取,特征数据来自通道Pz,以300ms～600ms时段的P300成分作为特征信号,对靶刺激的正确识别率分别为91.3%、88.9%和91.5%,证明了诱发模式的先进性,为系统的实现打下了基础。

海洋矢量噪声场试验研究

为实现对近岸矢量声呐系统性能的预言,以近岸浅海试验为基础,对单矢量传感器噪声测量的基本理论做验证与分析.近岸港口区域,在无舰船螺旋桨噪声的情况下,声压与质点振速间保持较弱的相关性.由于垂直振速通道受海面风成波浪影响,相对于水平振速通道,与声压通道保持更低的相关性.相对于海洋动力噪声场,有限点源产生的相干声场的声压振速保持较好的相位相干性.在抑制各向同性噪声干扰方面,振速谱处理与有功声强器较之于单纯的声压谱处理,分别有5dB与10dB左右的背景噪声抑制能力.配合矢量传感器自身的水下方位信息,复声强器可以较出色的的对声源方位做出估计.近距单频声信号目标方位估计的标准差为4.5°.

人3型副流感病毒及其疫苗的研究进展

人3型副流感病毒(Human Parainfluenza Virus type 3,HPIV-3)是引起婴幼儿严重细支气管炎及肺炎等下呼吸道疾病的主要病原体,其在发达国家和发展中国家都造成了沉重的疾病负担。迄今,对HPIV-3感染的预防和治疗都还没有有效的疫苗和药物,因此WHO将HPIV-3疫苗列为未来重点研发的疫苗。近年来,随着重组技术和反向遗传学的发展,HPIV-3疫苗的研制取得了重要进展,部分疫苗已进入临床评价阶段。就HPIV-3的生物学特性如病毒结构特征、复制过程、流行病学特征,以及近年来传统冷适应减毒活疫苗、亚单位疫苗、以反向遗传学为基础的新型减毒活疫苗的研制成果及临床试验进展作简要综述。

受迫和阻尼振动微分方程解法探究

"振动"是普通物理力学中一个基本而且重要的内容,研究振动时,运动方程的求解问题较为复杂,是教学的一个难点,一般教科书都没有给出求解过程,直接给出方程的解来进行讨论.该文用复数法和试探法求出受迫振动微分方程的解.对理解"振动"的有关概念和规律有很大帮助,为"振动"方程求解提供了简明的方法.

慢病毒载体介导的基因治疗临床研究进展

慢病毒载体具有高效、安全以及可感染非分裂细胞的优点,是一种基因治疗的重要载体。慢病毒载体介导的基因治疗已获得重大进展并已逐渐进入临床试验阶段,在对多项重要疾病的治疗中获得了显著的疗效,有望成为今后临床治疗的新手段。

CRISPR-Cas9应用于病毒性传染病防控的研究进展

病毒性传染病是威胁人类健康的重要因素,迫切需要新的治疗方法来降低由急性病毒感染如鼻病毒和登革热病毒以及慢性病毒感染如人类免疫缺陷病毒1和乙型肝炎病毒引起的发病率和死亡率.随着分子生物学技术的发展,靶向序列特异性的基因编辑技术成为传染病治疗的有力工具.其中规律成簇间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)-CRISPR相关蛋白9(CRISPR associated protein 9,Cas9)凭借其高效、简便、高特异性等特点被广泛应用于细胞系和动物模型中的传染病治疗,从而成为有前景的新型传染病治疗模式.目前,利用病毒和非病毒载体将Cas9以DNA、m RNA或蛋白质的形式递送到细胞中的可行性研究和评估CRISPR-Cas9体内适用性的临床试验已经在进行中.本篇综述中,我们将对CRISPR-Cas9的原理,其应用于传染病治疗的最新研究进展以及该技术面临的挑战和可预测性的解决方法等加以概述,并进一步展望其未来的发展方向.