相關病毒 (AAV) 是感染人類和其他一些靈長類動物的小病毒。 它們屬于 Dependoparvovirus 屬，而 Dependoparvovirus 又屬于細小病毒科。 它們是小型（直徑約 26 nm）復制缺陷型無包膜病毒，具有約 4.8 千堿基 (kb) 的線性單鏈 DNA (ssDNA) 基因組。

目前還不知道 AAV 會導致疾病。 這些病毒會引起非常輕微的免疫反應。 幾個附加功能使 AAV 成為創建用于基因治療的病毒載體和創建同基因人類疾病模型的有吸引力的候選者。 使用 AAV 的基因治療載體可以感染分裂細胞和靜止細胞，并在不整合到宿主細胞基因組的情況下持續存在于染色體外狀態。 然而，在天然病毒中，病毒攜帶的基因整合到宿主基因組中確實發生了。 集成對于某些應用程序可能很重要，但也可能產生不良后果。 最近使用 AAV 進行視網膜基因治療的人體臨床試驗顯示出前景。

腺相關病毒 (AAV) 以前被認為是腺病毒制劑中的污染物，于 1960 年代在匹茲堡的 Bob Atchison 和 NIH 的 Wallace Rowe 的實驗室中首次被鑒定為依賴細小病毒。 隨后的人類血清學研究表明，盡管 AAV 存在于被腺病毒或皰疹病毒等輔助病毒感染的人體內，但 AAV 本身不會引起任何疾病。

由于許多特征，野生型 AAV 引起了基因治療研究人員的極大興趣。 其中最主要的是病毒明顯缺乏致病性。 它還可以感染非分裂細胞，并能夠在人類 19 號染色體的特定位點（命名為 AAVS1）穩定地整合到宿主細胞基因組中。這一特征使其比逆轉錄病毒更具可預測性，逆轉錄病毒具有 隨機插入和誘變，有時會發生癌癥。 AAV 基因組最常整合到提到的位點，而隨機整合到基因組的頻率可以忽略不計。 然而，作為基因治療載體的 AAV 的開發通過從載體 DNA 中去除 rep 和 cap 消除了這種整合能力。 在單鏈載體 DNA 被宿主細胞 DNA 聚合酶復合物轉化為雙鏈載體后，所需基因連同驅動基因轉錄的啟動子被插入到有助于在細胞核中形成多聯體的反向末端重復序列 (ITR) 脫氧核糖核酸。 基于 AAV 的基因治療載體在宿主細胞核中形成游離多聯體。 在非分裂細胞中，這些多聯體在宿主細胞的生命周期內保持完整。 在分裂細胞中，AAV DNA 通過細胞分裂丟失，因為附加型 DNA 不與宿主細胞 DNA 一起復制。 AAV DNA 隨機整合到宿主基因組中是可檢測的，但發生的頻率非常低。 AAVs 也表現出非常低的免疫原性，似乎僅限于產生中和抗體，而它們不誘導明確定義的細胞毒性反應。 這一特征連同感染靜止細胞的能力表明它們在作為人類基因治療載體方面優于腺病毒。

使用病毒確實存在一些缺點。 該載體的克隆能力相對有限，大多數治療基因需要完全替換病毒的 4.8 kb 基因組。 因此，大基因不適合用于標準 AAV 載體。 目前正在探索各種方案以克服有限的編碼能力。 兩個基因組的 AAV ITR 可以退火形成頭尾連接體，幾乎使載體的容量增加一倍。 剪接位點的插入允許從轉錄本中移除 ITR。

由于 AAV 的特殊基因治療優勢，研究人員創造了一種稱為自我互補腺相關病毒 (scAAV) 的 AAV 的改變版本。 AAV 包裝單鏈 DNA 并且必須等待其第二條鏈被合成，而 scAAV 包裝兩條較短的互補鏈。

通過避免第二鏈合成，scAAV 可以更快地表達，但需要注意的是，scAAV 只能編碼 AAV 已經有限容量的一半。 最近的報告表明，scAAV 載體比單鏈腺病毒載體更具免疫原性，可誘導更強的細胞毒性 T 淋巴細胞活化。

被野生型感染引發的體液免疫被認為是常見的。 相關的中和活性限制了最常用的血清型 AAV2 在某些應用中的用途。 因此，正在進行的大多數臨床試驗都涉及將 AAV2 遞送到大腦中，大腦是一個相對具有免疫優勢的器官。