细胞和基因治疗（CGT）是生物医学领域中最前沿的方向之一，为多种人类疾病提供了有前景且可能具有颠覆性的治疗策略[[1], [2], [3]]。CGT的成功离不开高效病毒载体和制造工艺[4]。自1972年首个使用重组SV40病毒的病毒载体被开发以来[5]，包括腺病毒（AD）、腺相关病毒（AAV）、慢病毒（LV）和逆转录病毒（RV）在内的多种病毒载体已被改造为将目标基因递送到哺乳动物细胞中的工具[6]。从现代角度来看，LV载体是最有前景的病毒载体，因为它具有较高的基因组载量，并且能够高效地转导增殖和非增殖细胞[7,8]。几种基于LV的CGT方法已获得FDA和EMA的批准[[9], [10], [11], [12]]。随着CGT在全球范围内获得越来越多的关注，LV将继续引领治疗创新，推动市场的强劲增长和投资者的兴趣。然而，高质量LV产品的生产仍然面临诸多挑战[13]。
临床级LV的制造必须遵循良好生产规范（GMP），以确保最终产品的纯度、安全性、一致性和可追溯性[14,15]。这一复杂过程包括病毒载体构建、细胞系开发、上游和下游处理以及强制性的质量控制[4]。基于哺乳动物细胞的LV生产通常会导致病毒滴度较低，范围在106到108转导单位/毫升（TU/mL）之间，并且收获的液体中含有多种杂质（宿主细胞DNA和RNA、宿主细胞蛋白（HCPs）、空病毒颗粒和细胞外囊泡如外泌体[[15], [16], [17], [18], [19], [20]]。这给LV的下游处理（DSP）发展带来了巨大挑战[[16], [17], [18]]。在病毒载体制造中，典型的DSP流程包含有限的单元操作步骤，因此每个步骤都需要高效进行[21]。然而，目前用于病毒载体制造的梯度超速离心、过滤和切向流过滤（TFF）以及离子交换色谱法的分辨率相对较低，难以同时平衡产品纯度、产率和转导活性。
亲和层析法能够从复杂材料中高特异性地捕获目标分子。这些目标分子不仅包括重组蛋白和单克隆抗体，还包括病毒载体和疫苗。例如，几种商业化的亲和吸附剂已被应用于AAV制造，以满足临床应用日益增长的需求[[22], [23], [24], [25]]。此前，Segura等人报道了一种用于直接从澄清的上清液中纯化LVs的肝素亲和层析法[26]。最近，Moreira等人开发了一种亲和树脂，可以特异性纯化囊泡性口炎病毒G糖蛋白（VSV-G）伪型化的LVs，其动态结合能力约为每毫升树脂1011个病毒颗粒[27]。然而，亲和层析法在商业LV制造中尚未得到广泛应用。更重要的是，LVs比AAV载体更脆弱，对剪切应力、pH值和盐浓度的敏感性更高[21,28]，这为开发LVs纯化的亲和层析法带来了额外的挑战。在实际应用中，识别高亲和力配体是成功应用亲和层析法的前提。组合库[29]、噬菌体展示[30]、mRNA展示[31,32]和理性设计[33]已被广泛用于配体筛选，以开发亲和层析法。Barbieri等人通过Fmoc/tBu化学方法合成的线性八肽库，识别出靶向VSV-G的亲和肽，与这些肽结合的亲和树脂表现出较高的LV回收率和高达220倍的HCPs去除率[34]。在这些筛选方法中，基于计算机的筛选更为强大，因为它理论上可以遍历大型肽库中的所有可能性[35]。然而，肽库的生成仍然受限于亲和模型，这在生成具有全新特性的配体时存在挑战。在自然界中，新蛋白质结构和功能的出现通常需要数百万年的进化[36]。人工智能（AI）的出现通过学习蛋白质序列中的模式显著加速了进化过程[37]。AI为设计高亲和力肽配体用于亲和层析法开辟了新的途径。
在这项工作中，我们提出了一种基于AI的策略来寻找靶向VSV-G伪型化LVs的亲和肽配体。该策略结合了蛋白质语言模型ESM3-sm-open-v1和计算机模拟（in silico）筛选。使用精细调整的ESM3-sm-open-v1模型生成了优化后的肽库，并通过分子对接筛选出肽，以分析其与VSV-G蛋白的结合亲和力和结合机制。最终，这些亲和肽被合成并与Sepharose? 4FF（Sep4FF）凝胶结合，以评估其在LVs纯化中的色谱性能。这项研究对于应用AI开发用于LVs色谱纯化的亲和配体具有重要意义。
