eLife：繪制第一張人類抵抗HIV圖譜

日期：2013-10-31 09:26:56

我們的基因掌控著通向未來艾滋病治療的鑰匙？利用一臺超級計算機，科學家們對數以千計的HIV病毒株基因組進行了分析，生成了第一張人類抵抗AIDS的圖譜。

通往未來艾滋病治療的鑰匙有可能就藏在我們自身的基因之中。每個受到HIV感染的人都會采用一些防御策略，一些人甚至根本沒有接受任何的治療但卻成功地遏制住了病毒。這種免疫系統斗爭會在病毒內留下它的痕跡——遺傳突變表明了病毒是如何對宿主的攻擊做出反應的。

現在來自瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）和Vaud大學醫院中心(UNIL-CHUV)的科學家們，從病毒基因組到患者基因組，追溯了這些斗爭中完整的事件鏈。他們構建出了第一張人類抵抗HIV的圖譜。該研究的目的是尋找新的治療靶點，以實現個體化治療策略。研究結果發表在10月29日的《eLife》雜志上。

“人類免疫系統正在不斷地進化對抗HIV的策略。不幸地是，HIV病毒的基因組也在以一天數百萬個突變的速率，迅速地發生改變，”論文的共同作者、EPFL研究人員Jacques Fellay說。在大多數病例中，病原體會通過這種自然選擇找到一種有效的策略。

有時，病毒會面臨更強硬的對手。盡管它進行了抵抗，但其復制能力受到損害。“病毒存活下來，但復制較為緩慢，因此它的破壞力在某種程度上被瓦解，”Fellay說。

通過研究一直生存在人類宿主體內的HIV病毒株，研究人員能夠鑒別出特異的遺傳突變。這些突變就像是一道道的疤痕，每一個都見證了免疫系統發起的一次非常特異性的攻擊。哪些人類基因參與了這些防御策略？并且在我們所有的遺傳變異中，哪些使得我們提升了對HIV的抵抗，或是相反，使得我們更加容易受到傷害？科學家們開發了一種方法，使得他們能夠找到這些問題的答案。

一臺超級計算機，1071名患者以及數以百萬計的組合

為了草擬出第一張人類抵抗HIV的圖譜，研究人員不得不分析大量的數據。他們研究了來自1,071名血清陽性個體的各種HIV病毒株。他們對病毒基因中3000多個潛在的突變與患者基因組中600多萬變異進行了交叉組合。利用超級計算機，他們研究了所有可能的組合，確定了與患者的對應關系。

“我們必須是在患者接受治療之前對病毒進行研究，這相當的不容易，”Fellay說。這意味著，他們必須搜索獲得有效治療之前，2在0世紀80年代建立的數據庫。

這種新的間接方法使得研究人員有可能獲得迄今為止最完整的、人類基因以及它們對于HIV抵抗影響的全球概況。“它使得我們不僅更好地了解了我們自身對抗攻擊的機制，還揭示了病毒是如何改變自身來適應我們的防御機制的。我們現在擁有了一個真正的數據庫，可以告訴我們哪些人類遺傳變異將會在病毒中誘導出何種突變，”論文的共同作者、UNIL-CHUV研究人員Amalio Telenti說。

受到我們自身天然防御的啟發來開發治療

這一研究具有兩方面重要的意義。一是可以基于人類自然防御，尤其是那些導致病毒復制減少的防御來開發出新療法。此外，科學家們希望通過分析HIV感染個體的基因組，能夠開發出將患者的遺傳優勢和弱點考慮進去的個體化靶向治療。