Nature：建立摧毀突變HIV的免疫軍隊

日期：2015-01-08 08:55:38

將潛伏的HIV病毒從藏身之處引出，摧毀其對治療最后的頑強抵抗是根除HIV的終極目標，但近期對此做出的一些嘗試均以失敗告終。現(xiàn)在，由約翰霍普金斯大學領導的一項新研究的結果揭示出了背后的原因，并提出了新的策略，這有可能為開發(fā)出一種治療性疫苗根除身體中留滯難去的病毒繪制出了一張藍圖。

這些發(fā)表在1月7日《自然》（Nature）雜志上的研究結果，表明病毒能夠通過突變來讓自己變得難以識別，使得自身即便被引誘出藏身之所也可避免遭到免疫系統(tǒng)的破壞，這阻礙了根除HIV的研究努力。該科研小組還進而成功地培訓了免疫系統(tǒng)，在這樣的突變HIV病毒脫離休眠狀態(tài)后來識別、攻擊和抑制它們。

在描述他們的“原理論證”研究時，該研究人員稱他們通過訓練一類稱作為殺傷性T細胞的免疫哨崗細胞，來識別及清除能夠逃避免疫監(jiān)視及免疫系統(tǒng)破壞的HIV感染細胞，控制住了突變HIV。

這一策略攻克了HIV最具挑戰(zhàn)性的一個行為——它能夠劫持一類稱作為CD4+ 記憶T細胞的免疫細胞，在感染后不久進入到這些細胞中隱藏起來，靜靜地躺在免疫系統(tǒng)的雷達下，讓抗病毒藥物無法觸及。殺傷這些持續(xù)感染的細胞成為了近期許多旨在誘導病毒脫離休眠狀態(tài)，永久摧毀病毒的研究努力的焦點。而新研究結果表明，大多數(shù)的潛伏病毒并不僅僅是無法觸及，它們還通過遺傳變異逃避了免疫系統(tǒng)的識別即便是逆轉它們的潛伏狀態(tài)。

該項目的高級研究員、約翰霍普金斯大學醫(yī)學院醫(yī)學、分子生物學和遺傳學教授Robert Siliciano博士說：“我們的研究結果表明，誘導HIV走出藏身之處只是取得了一半的成功。我們發(fā)現(xiàn)這些潛伏病毒攜帶著的一些突變，使得能夠消除HIV的免疫細胞無法看到它，即便是病毒從躲藏處出來，它仍可繼續(xù)逃避免疫檢測。”

利用深度測序技術來揭示單個感染細胞中的HIV遺傳特征，科學家們分析了25名HIV感染患者的血液樣本，其中10人在早期即感染的3個月內(nèi)便已開始接受治療，其余人是在三個月之后即HIV感染進入慢性期時開始接受治療。

引人注目的是，研究人員報告他們發(fā)現(xiàn)在感染的數(shù)周或數(shù)月內(nèi)開始抗病毒治療的患者攜帶著的主要是未發(fā)生改變的HIV。而那些在晚些時候啟動治療的人，其病毒儲藏庫幾乎完全是由攜帶著所謂逃避突變的HIV所構成，此時病毒蛋白的一些關鍵部分形狀發(fā)生了轉變使得它們變得難以識別。所有的病毒和細菌都攜帶著這樣的關鍵蛋白質(zhì)標識符。免疫系統(tǒng)會將完整的這些標識符認作為是“外源物質(zhì)”，由此觸動免疫攻擊。而感染后不久HIV可快速改變這些“標記”區(qū)域，使得它們不被免疫系統(tǒng)識別。

在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)早期啟動治療的人們似乎阻止了這一突變過程，將病毒或多或少凍結在了它的初始狀態(tài)。相比之下，在晚期治療患者的潛伏庫中96%的病毒發(fā)生了廣泛改變。Siliciano和同事們報告了一個好消息，他們發(fā)現(xiàn)HIV感染細胞保留了小部分原始的完整病毒蛋白——研究人員利用這一特征來測試了解決這一“識別”問題的一種可能的方案。

論文的主要作者、約翰霍普金斯大學醫(yī)學院博士后研究人員鄧凱（Kai Deng，音譯）博士說：“我們猜測，如果能夠采用某種方法來推動這些殺傷性T細胞識別未改變病毒的微小片段，它們將會殺死整個HIV感染細胞。”

就像暴露出偽裝目標的很小一部分，可使得狙擊手能夠突然辨別出隱藏的標記一樣，研究人員將殺傷性T細胞暴露在病毒蛋白未發(fā)生改變的組成部分之下。

為此，科學家們首次從患者處分離出了殺傷性T細胞，將它們與突變形式的HIV或是包含著實驗室制造的、突變及未突變HIV蛋白組塊的雞尾酒混合。在數(shù)天之后，讓每組殺傷性T細胞暴露于從攜帶著逃避突變的患者中取得的HIV感染細胞之下。用突變和非突變HIV混合物預處理的殺傷性T細胞啟動了對患者HIV感染細胞的強烈反應，殺死了61%的感染細胞。相比之下，只用突變HIV進行預處理的殺傷性T細胞顯示微弱的反應和低殺傷率，只破壞了23%的HIV感染細胞。

“這就好像是免疫系統(tǒng)喪失了識別和摧毀HIV病毒的能力，而引導殺傷性T細胞識別HIV蛋白不同的未突變部分，可再度喚醒這種自然殺傷本能，”Siliciano說。

為了看看這些引導殺傷T細胞能否在實驗皿外發(fā)揮作用，研究人員將它們注入到了少數(shù)人源化的小鼠體內(nèi)，相比標準實驗室小鼠，這些工程小鼠其生理學上更接近于人類。每只小鼠均接受了來自HIV感染患者的骨髓，導致人源化的免疫系統(tǒng)，隨后用來自對應患者HIV來感染每只小鼠。所有小鼠均發(fā)展為完全型艾滋病。當研究人員給小鼠注入只受到突變病毒蛋白預處理的患者殺傷性T細胞時小鼠死于感染。相比之下，將用突變和非突變HIV混合物預處理的、重新受訓的殺傷性T細胞注入小鼠體內(nèi)，卻控制住了感染，循環(huán)病毒數(shù)量急劇下降了1000倍。一些用這種方式處理的小鼠將HIV抑制在檢測水平之下。