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HIV病毒庫(kù)清除策略研究進(jìn)展

2018-01-11 06:28:54張和倩常文仙焦艷梅張紀(jì)元王福生
傳染病信息 2017年6期
關(guān)鍵詞:宿主病毒基因

張和倩,常文仙,焦艷梅,張紀(jì)元,王福生

·導(dǎo)向與述評(píng)·

HIV病毒庫(kù)清除策略研究進(jìn)展

張和倩,常文仙,焦艷梅,張紀(jì)元,王福生

HIV病毒庫(kù)的長(zhǎng)期存在是HIV患者持續(xù)感染和難以徹底治愈的重要原因。目前以高效抗反轉(zhuǎn)錄病毒療法為核心的治療手段還難以將病毒庫(kù)徹底清除。研究證實(shí)HIV病毒庫(kù)存在于多種類型的CD4+T細(xì)胞內(nèi),包括中心記憶CD4+T細(xì)胞、CCR4+CCR6+和CXCR3+CCR6+CD4+T細(xì)胞、干細(xì)胞樣記憶CD4+T細(xì)胞、Vγ9Vδ2 T細(xì)胞及近期證實(shí)的濾泡輔助性T細(xì)胞等,而且有研究發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞中也可能存在病毒庫(kù)。當(dāng)前HIV病毒庫(kù)清除的策略主要有CCR5基因缺陷造血干細(xì)胞移植,基因編輯及激活然后殺死等,但這些方法仍然不能有效清除HIV病毒庫(kù)。最新研究發(fā)現(xiàn)HIV潛伏的CD4+T細(xì)胞表面CD32a分子特異性高表達(dá),這為病毒庫(kù)的清除帶來(lái)新的希望。本文旨在綜述可能存在HIV病毒庫(kù)的免疫細(xì)胞及HIV病毒庫(kù)清除策略的研究進(jìn)展。

HIV病毒庫(kù);免疫細(xì)胞;清除策略

1997年,Chun等[1]首次發(fā)現(xiàn)HIV存在于CD4+T細(xì)胞中,并以一種前病毒形式整合在其中形成病毒庫(kù)。正是因?yàn)椴《編?kù)的持續(xù)穩(wěn)定存在,使得艾滋病治愈仍是醫(yī)學(xué)難題。在治療方面,蛋白酶抑制劑的廣泛應(yīng)用極大地降低了艾滋病病死率[2]。1997年,有研究者采用蛋白酶抑制劑聯(lián)合2種核苷類似物治療艾滋病患者,該類患者血漿病毒載量顯著降低至不可檢測(cè)水平。強(qiáng)有力的新非核苷類反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors,NNRTI)也得到了發(fā)展并應(yīng)用于艾滋病的治療[3],3種或更多的抗反轉(zhuǎn)錄病毒藥物的不同組合會(huì)對(duì)HIV的復(fù)制產(chǎn)生持久的抑制作用,這種治療HIV感染的方法被稱為高效抗反轉(zhuǎn)錄病毒治療(highly active antiretroviral therapy,HAART)。HAART可以控制患者病情,使其血漿病毒載量下降到檢測(cè)不到水平,在一定程度上實(shí)現(xiàn)免疫重建,極大地改善HIV感染者的生活質(zhì)量,但仍不能徹底清除病毒庫(kù)。完整的HIV基因組整合在靜息CD4+T細(xì)胞中以前病毒形式穩(wěn)定存在,很少表達(dá)甚至不表達(dá)病毒RNA和病毒蛋白[4-5],HAART只能清除活躍復(fù)制的病毒,而潛伏的病毒由于缺乏蛋白表達(dá)不能被免疫系統(tǒng)及HAART清除,在停止治療2~3周后又會(huì)再度進(jìn)行復(fù)制。病毒可以在這些細(xì)胞內(nèi)潛伏數(shù)十年,一旦宿主細(xì)胞被激活,它們就可以產(chǎn)生感染性的病毒顆粒。病毒庫(kù)在感染早期就已形成并且其半衰期達(dá)44個(gè)月,而要想通過HAART完全清除HIV,須要連續(xù)抗病毒治療60~80年[6]。因此,清除病毒庫(kù)是艾滋病治愈的一大難題,想要通過清除病毒庫(kù)治愈艾滋病必須明確HIV病毒庫(kù)的潛伏感染細(xì)胞。本文對(duì)病毒庫(kù)所潛伏的免疫細(xì)胞進(jìn)行具體分析,并對(duì)近年一些病毒庫(kù)清除策略進(jìn)行總結(jié)。

1 HIV病毒庫(kù)的定義及形成機(jī)制

病毒庫(kù)是HIV在細(xì)胞或組織器官的聚集,這些病毒須同時(shí)具有復(fù)制能力和穩(wěn)定性。有缺陷的HIV基因序列或衰退的病毒顆粒(不具有復(fù)制能力),可被機(jī)體免疫系統(tǒng)清除的感染細(xì)胞,HAART可清除的病毒,表面蛋白gp120和gp41,分離及活躍復(fù)制的HIV均不屬于病毒庫(kù)[7]。目前研究認(rèn)為,已確定的HIV潛伏及維持的機(jī)制主要包括:①宿主缺乏轉(zhuǎn)錄因子;②HIV DNA在宿主內(nèi)異常整合位點(diǎn)阻礙轉(zhuǎn)錄;③轉(zhuǎn)錄在宿主細(xì)胞核內(nèi)停滯;④表觀遺傳特征導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄沉默;⑤病毒完整序列不完全轉(zhuǎn)錄;⑥miRNA 對(duì)病毒蛋白翻譯的限制等。多重互補(bǔ)機(jī)制導(dǎo)致HIV在靜息CD4+T細(xì)胞中長(zhǎng)期潛伏。HIV持續(xù)存在和潛伏感染主要是由于HIV長(zhǎng)末端重復(fù)序列(long terminal repeat,LTR)啟動(dòng)子存在于抑制性環(huán)境中,導(dǎo)致HIV前病毒DNA轉(zhuǎn)錄水平受到抑制。這種抑制性環(huán)境包括:組蛋白乙酰酶和其他調(diào)節(jié)蛋白活性的激活;病毒轉(zhuǎn)錄宿主因子的缺失,如核因子κB和轉(zhuǎn)錄延伸因子b[8-9]。

2 病毒庫(kù)檢測(cè)方法

艾滋病患者經(jīng)HAART后,血漿病毒載量基本檢測(cè)不到,但靜息CD4+T細(xì)胞中仍然潛伏少量的整合的HIV DNA,形成HIV病毒庫(kù),這是HIV清除的主要障礙。病毒庫(kù)很小,每106個(gè)CD4+T細(xì)胞僅有1~10個(gè)感染HIV,形成病毒庫(kù)[10]。所以,提高檢測(cè)的敏感性和精確性,有助于識(shí)別潛伏HIV病毒庫(kù)的特征并采取干預(yù)措施進(jìn)行清除[10]。目前,通過檢測(cè)HIV DNA和RNA尋找病毒庫(kù)的方法主要有5種。①定量病毒生長(zhǎng)測(cè)定法(quantitative viral outgrowth assay,Q-VOA)是病毒庫(kù)檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)。該方法通過定量可被誘導(dǎo)的并有復(fù)制能力的HIV DNA檢測(cè)病毒庫(kù),但該法需血量為120~180 ml,勞動(dòng)強(qiáng)度大,耗時(shí)長(zhǎng),測(cè)試成本高[11]。②應(yīng)用較廣泛的檢測(cè)方法是實(shí)時(shí)定量 PCR(quantitative real-time PCR,qPCR)。 在DNA擴(kuò)增反應(yīng)過程中,以熒光化學(xué)物質(zhì)檢測(cè)每次PCR循環(huán)后產(chǎn)物總量的方法。通過內(nèi)參或者外參法對(duì)待測(cè)樣品中的特定DNA序列進(jìn)行定量分析,最后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)未知模板進(jìn)行定量分析,須采用熒光染料,對(duì)引物要求高。③液滴數(shù)字PCR是一種精確度和靈敏度都高于qPCR的病毒庫(kù)檢測(cè)方法,通過在熱穩(wěn)定性油中乳化水性PCR反應(yīng)實(shí)現(xiàn)微分區(qū)。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于可以精確定量基因拷貝數(shù)變異情況[12]。④TZA是一種較新的HIV病毒庫(kù)檢測(cè)方法,主要利用TZM-bl細(xì)胞系,這種細(xì)胞穩(wěn)定表達(dá)CD4、CCR5和CXCR4受體,并且在HIV LTR啟動(dòng)子控制下攜帶整合的β-gal基因。細(xì)胞系可以量化誘導(dǎo)靜息CD4+T細(xì)胞中具有復(fù)制能力的HIV。這種方法靈敏度高,需血量少,勞動(dòng)強(qiáng)度小,測(cè)試成本低[13]。對(duì)HIV潛伏量檢測(cè)比Q-VOA檢測(cè)估量高出多達(dá)70倍。⑤目前一種最新的檢測(cè)方法是用潛伏感染激活劑(latencyreversing agents,LRA)誘導(dǎo)HIV病毒庫(kù)活化,通過熒光原位雜交檢測(cè)HIVgag-polmRNA,同時(shí)檢測(cè)HIV Gag蛋白。這種方法檢測(cè)靈敏度比單獨(dú)檢測(cè) HIV Gag蛋白高1000倍[14]。

3 病毒庫(kù)在免疫細(xì)胞中的分布情況

3.1 病毒庫(kù)在CD4+T細(xì)胞中的分布 患者經(jīng)HAART后,血漿中的病毒載量下降至檢測(cè)不到水平,活躍復(fù)制的感染細(xì)胞被清除,最后只剩少量的潛伏HIV病毒庫(kù)的感染細(xì)胞,CD4+T細(xì)胞是HIV潛伏的主要場(chǎng)所。根據(jù)細(xì)胞表面CD45RA、CCR7和CD27表達(dá)情況將記憶細(xì)胞分類,中心記憶CD4+T細(xì)胞(central memory T cells,TCM)(CD45RA?CCR7+CD27+)和轉(zhuǎn)移記憶 CD4+T 細(xì)胞(transfer memory T cells,TTM)(CD45RA?CCR7?CD27+)被認(rèn)為是主要的病毒庫(kù)[15]。將記憶CD4+T細(xì)胞按CXCR5、PD-1和Bcl-6歸類,認(rèn)為CXCR5+PD-1+Bcl-6+亞群對(duì)應(yīng)的主要是濾泡輔助性T細(xì)胞(follicular helper T cell,Tfh),在所有的CD4+T細(xì)胞中Tfh包含的HIV DNA最多,體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)Tfh內(nèi)的HIV可以進(jìn)行高效復(fù)制感染[16]。Tfh是HIV持續(xù)感染及潛伏的重要靶標(biāo),并成為HIV功能性治愈的主要障礙[17]。近期,有研究表明一種低分化具有很強(qiáng)自我更新能力的長(zhǎng)壽命細(xì)胞——干細(xì)胞樣記憶T細(xì)胞,也被認(rèn)為是病毒庫(kù)存在的主要位置[18]。此外,分別表達(dá)CCR6和CCR3的Th17和Th1Th17 CD4+T細(xì)胞也具有儲(chǔ)存病毒庫(kù)的能力[19]。有研究認(rèn)為外周Vγ9Vδ2 T細(xì)胞也是HIV潛伏感染的病毒庫(kù)[20]。

CD4+T細(xì)胞是HIV潛伏的主要場(chǎng)所,經(jīng)HAART后,CD4+T細(xì)胞幾個(gè)不同亞群中穩(wěn)定存在著具有復(fù)制能力的HIV。幼稚CD4+T細(xì)胞是一類平均壽命1~8年的長(zhǎng)壽命病毒庫(kù),記憶CD4+T細(xì)胞是一類平均半衰期為1~12個(gè)月的短壽命病毒庫(kù)[16,21],在接受HAART的患者體內(nèi),大多數(shù)前HIV DNA存在于記憶CD4+T細(xì)胞,其次才是幼稚或效應(yīng)CD4+T細(xì)胞亞群[22]。根據(jù)細(xì)胞表面CD45RA、CCR7和CD27的表達(dá)情況,將CD4+T細(xì)胞分為幼稚T細(xì)胞(naive T cells,TN)(CD45RA+CCR7+CD27+)、TCM、效應(yīng)記憶T細(xì)胞(effect memory T cells,TEM)(CD45RA-CCR7-CD27-)、TTM。HIV病毒庫(kù)在各類細(xì)胞分布情況為TCM占51.7%,TTM占34.3%,TEM占13.9%,TN僅占1.9%。實(shí)驗(yàn)證實(shí)這些整合HIV前病毒的細(xì)胞被激活后可以產(chǎn)生感染性的病毒顆粒。以上數(shù)據(jù)表明TCM中穩(wěn)定并持續(xù)存在HIV,這與它極低的增殖率及較長(zhǎng)的半衰期有很大關(guān)系[16]。相較而言,TTM具有較低的病毒載量。

有研究者根據(jù)CD4+T細(xì)胞表型表達(dá)將其分為CCR4+CCR6+、CCR4+CCR6-、CXCR3+CCR6+及CXCR3+CCR6-T細(xì)胞,通過表達(dá)細(xì)胞因子和轉(zhuǎn)移因子分別識(shí)別 Th17、Th2、Th1Th17和Th1。在體外實(shí)驗(yàn)中,CCR4+CCR6+和 CXCR3+CCR6+表達(dá)CCR5和CXCR4復(fù)合受體,允許R5和X4型HIV復(fù)制,而CCR4+CCR6-T細(xì)胞表達(dá)CXCR4僅允許X4型HIV復(fù)制,CXCR3+CCR6-T細(xì)胞表達(dá)CCR5和CXCR4,卻抑制R5和X4型HIV表達(dá)。在未經(jīng)治療的HIV感染者中,總的CCR6+T細(xì)胞相較于CCR6-T細(xì)胞可以儲(chǔ)存更多的整合前HIV DNA。在抗病毒治療的慢性HIV感染者體內(nèi),總的CCR6+T細(xì)胞、CCR4+CCR6+T細(xì)胞和CXCR3+CCR6+T細(xì)胞均有下降。因此,研究者認(rèn)為外周血中CCR4+CCR6+和CXCR3+CCR6+T細(xì)胞中存在大量HIV[19]。

干細(xì)胞樣記憶T細(xì)胞被認(rèn)為是一個(gè)重要病毒庫(kù)。干細(xì)胞樣記憶T細(xì)胞是低分化記憶T細(xì)胞群,是通過表達(dá)CD45RA、CCR7、CD27和CD62L定義的,具有分化成不同TCM、TEM、終末分化T細(xì)胞的能力及自我更新的能力。增殖和自我更新的潛能使干細(xì)胞樣記憶T細(xì)胞能相對(duì)的抵消細(xì)胞凋亡,因此提供了一個(gè)穩(wěn)定的長(zhǎng)期存在的細(xì)胞群[18]。

外周 Vγ9Vδ2 T細(xì)胞被認(rèn)為是HIV潛伏感染的病毒庫(kù)。研究者通過檢測(cè)18例經(jīng)長(zhǎng)期抗病毒治療患者的DNA序列,從14例患者體內(nèi)純化出Vγ9Vδ2 T細(xì)胞,并發(fā)現(xiàn)具有復(fù)制能力的HIV,據(jù)此認(rèn)為外周 Vγ9Vδ2 T細(xì)胞可能是一個(gè)沒有被發(fā)現(xiàn)的潛伏病毒庫(kù)[20]。

將記憶CD4+T細(xì)胞按CXCR5、PD-1和Bcl-6表型歸類,有CXCR5+PD-1+Bcl-6+、CXCR5-PD-1-Bcl-6-、 CXCR5+PD-1-Bcl-6-、CXCR5-PD-1+Bcl-6-和 CXCR5+PD-1+Bcl-6+幾種表達(dá),CXCR5+PD-1+Bcl-6+T細(xì)胞亞群對(duì)應(yīng)的是Tfh,因?yàn)椴《局饕嬖谟赥fh中,Tfh和CXCR5-PD-1+細(xì)胞群是HIV特異性分布的主要CD4+T細(xì)胞亞群,并且在HIV感染的患者中Tfh和CXCR5-PD-1+細(xì)胞亞群相較于健康人比例明顯增高。CD4+T細(xì)胞中Tfh亞群攜帶HIV DNA的比例最高,該類細(xì)胞也是體外最有效的具有活躍復(fù)制能力的感染細(xì)胞,具有復(fù)制能力的病毒很容易從一些非進(jìn)展期和低病毒載量(<1000 copies/ml)患者Tfh內(nèi)分離獲得[23]。在慢性無(wú)臨床癥狀的HIV-1感染者體內(nèi),HIV RNA在生發(fā)中心Tfh的頻率比在非生發(fā)中心Tfh頻率高。分離HIV感染者的淋巴結(jié)后發(fā)現(xiàn),CXCR5+CD4+T細(xì)胞群儲(chǔ)存的HIV RNA是CXCR5-CD4+T細(xì)胞群的11~66倍[24]。

3.2 巨噬細(xì)胞作為潛在的病毒庫(kù)

HIV也可感染巨噬細(xì)胞,通過對(duì)人源性骨髓瘤小鼠進(jìn)行實(shí)驗(yàn),Honeycutt等[25]研究發(fā)現(xiàn)HAART可以很快抑制巨噬細(xì)胞中的HIV,表現(xiàn)為血漿病毒載量迅速下降,治療停止7周,67%的小鼠未出現(xiàn)病毒反彈,在這些動(dòng)物的組織巨噬細(xì)胞中未獲得有復(fù)制能力的病毒。但是,在其余的動(dòng)物體內(nèi)觀察到了病毒存在,并且延遲反彈與組織巨噬細(xì)胞持續(xù)感染的建立是一致的。這些觀察結(jié)果成為首次表明體內(nèi)巨噬細(xì)胞中HIV持續(xù)存在的直接證據(jù)。然而缺乏輔助蛋白Vpx的HIV-2/猴免疫缺陷病毒在巨噬細(xì)胞中的復(fù)制能力是相當(dāng)?shù)汀Q芯勘砻鱒px能解除宿主細(xì)胞中SAMHD1的限制,而后者能通過消耗體內(nèi)的DNA阻止HIV基因的反轉(zhuǎn)錄[26-27]。因此在Vpx存在的情況下,巨噬細(xì)胞可能是一個(gè)主要的病毒庫(kù)[28-29]。研究證實(shí),盡管人類HIV的Vpx的表達(dá)缺乏,但HIV仍然可以在人單核細(xì)胞源性巨噬細(xì)胞中復(fù)制,也可在人類扁桃體組織及陰道黏膜外植體中復(fù)制。巨噬細(xì)胞作為病毒庫(kù)一直處于爭(zhēng)論中,髓系細(xì)胞中大多數(shù)HIV DNA表現(xiàn)出的是重排T細(xì)胞受體序列,表明髓系細(xì)胞中的病毒DNA主要還是通過吞噬感染的T細(xì)胞獲得[30]。

有研究者利用人源性小鼠證實(shí),即使經(jīng)HAART后,在小鼠成熟的巨噬細(xì)胞中仍然能檢測(cè)到HIV的DNA和RNA,這些證據(jù)說明成熟的巨噬細(xì)胞可能是潛在的病毒庫(kù)[31]。

Bim是巨噬細(xì)胞線粒體內(nèi)的一種促凋亡的負(fù)性調(diào)控因子。通過分析促凋亡和抗凋亡途徑,發(fā)現(xiàn)在HIV感染的巨噬細(xì)胞內(nèi)Bcl-2、Mcl-1、Bak、Bax或caspase都沒有明顯的變化,而Bim表達(dá)上調(diào)并進(jìn)入線粒體內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Bim可能是巨噬細(xì)胞作為HIV病毒庫(kù)抑制細(xì)胞凋亡的新機(jī)制,或者說進(jìn)入線粒體的Bim可以作為病毒庫(kù)的標(biāo)志物[32]。

3.3 B細(xì)胞作為潛在的病毒庫(kù) 激活的B細(xì)胞可能作為潛在的病毒庫(kù)。有研究證實(shí)CD40可介導(dǎo)B細(xì)胞表面CD4和CXCR4受體的表達(dá),使B細(xì)胞更易感染HIV,成為潛在病毒庫(kù)[33]。

以上是國(guó)內(nèi)外近年關(guān)于病毒庫(kù)在不同類型細(xì)胞類型中分布的研究結(jié)果(圖1),是否存在于其他類型細(xì)胞有待進(jìn)一步研究。

圖1 HIV在免疫細(xì)胞中的分布情況Figure 1 Distribution of HIV in immune cells

4 病毒庫(kù)清除策略

4.1 CCR5基因缺陷造血干細(xì)胞移植 CCR5基因缺陷造血干細(xì)胞移植可能是一種有效的方法,通過強(qiáng)大的清髓療法將感染和未感染的細(xì)胞一起清除,將具有HIV抵制功能的人造血干細(xì)胞(表達(dá)CCR5受體基因缺陷)移植給患者,使患者的免疫系統(tǒng)重新注入具有HIV抵制功能的成熟細(xì)胞,“柏林病人”就是一個(gè)成功案例。在2次骨髓移植后成功治愈了白血病并且檢測(cè)不到HIV,供者是CCR5Δ32純合子基因型[34-35]?!鞍亓植∪恕睕]有清髓,也沒有出現(xiàn)移植物抗宿主反應(yīng),很可能是因?yàn)檫@些治療讓“柏林病人”產(chǎn)生了長(zhǎng)期的藥物性病毒控制,或者是一個(gè)功能性治愈,而不是HIV病毒庫(kù)的徹底清除[36]。但這種方法潛在的風(fēng)險(xiǎn)、高額費(fèi)用以及治療相關(guān)的后續(xù)問題使絕大多數(shù)HIV感染者放棄選用此方法并尋求相對(duì)安全的方法。目前對(duì)骨髓移植方面缺乏關(guān)注和研究,仍存在一定的治療風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 基因編輯 減少潛在的病毒庫(kù)最直接的方法是使沒有表達(dá)的潛伏病毒庫(kù)永久的失活。近年,一些關(guān)于基因編輯的方法可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?;蚓庉嬍侄沃饕ㄊ褂霉こ毯怂崦溉玟\指核酸酶、TAL效應(yīng)器核酸酶或短回文重復(fù)序列等,它們可以阻斷細(xì)胞系或活化的原代細(xì)胞中的HIV前病毒。但將這些方法應(yīng)用于體內(nèi)靜息T細(xì)胞時(shí)卻面臨很多挑戰(zhàn),包括如何在靜息CD4+T細(xì)胞中表達(dá)可以編碼編輯酶的外顯型DNA或RNA。遞呈有效量的具有治療功能的蛋白質(zhì)進(jìn)入靜息CD4+T細(xì)胞并產(chǎn)生作用是一個(gè)難題。納米粒子介導(dǎo)的遞送系統(tǒng)可以在體內(nèi)遞送過程中對(duì)治療性的DNA、RNA、蛋白質(zhì)起保護(hù)性作用,并幫助它們穿過質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞[38-39]。工程化T細(xì)胞受體或嵌合抗原受體療法(chimeric antigen receptor,CAR)對(duì)某些腫瘤的治療效果顯著。目前也有一些科研人員針對(duì)HIV開發(fā)CAR-T細(xì)胞技術(shù),利用類似的方法修飾免疫細(xì)胞達(dá)到清除病毒庫(kù)的目的[39]。

直接編碼潛伏的HIV基因還存在另一個(gè)難題,潛伏的前病毒可以整合在染色體DNA不能接近的區(qū)域,這就可以讓HIV免于DNA編輯酶的作用,例如,HIV前病毒整合在異染色質(zhì)上這樣一個(gè)DNA不表達(dá)的區(qū)域[40]。此外,HIV基因多樣性是其治療的一大難題,這一點(diǎn)在HIV治療性抗體的研究方面最為顯著,HIV基因的多樣性是HIV逃避免疫系統(tǒng)監(jiān)視及抵制抗病毒藥物的重要原因。DNA編輯療法對(duì)病毒的保守區(qū)域和同時(shí)編輯多個(gè)區(qū)域的病毒基因組是可行的,但HIV基因多樣性成為通過DNA編輯清除原代細(xì)胞病毒庫(kù)的阻礙。直接編輯不表達(dá)的HIV基因仍然是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)??傮w來(lái)說,編輯潛伏的前HIV DNA 是一種十分有潛力的病毒庫(kù)清除方式。

4.3 趕盡殺絕(kick and kill)主要是激活潛伏的病毒庫(kù)讓其表達(dá)相應(yīng)的病毒蛋白,一旦相應(yīng)病毒蛋白被表達(dá),則認(rèn)為這種宿主細(xì)胞是儲(chǔ)存有病毒庫(kù)的感染細(xì)胞,免疫效應(yīng)機(jī)制和抗病毒治療就可以殺傷這一類產(chǎn)生病毒蛋白的細(xì)胞。如果病毒的激活過程有HAART的介導(dǎo),那么新一輪的病毒復(fù)制將會(huì)被抑制。目前待解決的問題是如何安全有效的誘導(dǎo)潛伏HIV 表達(dá)相應(yīng)的病毒蛋白。

安全有效的誘導(dǎo)潛伏HIV表達(dá)的方法仍在研究中??贵w(抗CD-3)、細(xì)胞因子(IL-2)以及組蛋白去乙?;敢种苿ū焖幔┑确椒ㄒ褢?yīng)用于接受抗病毒治療的患者[41-43],這些方法為激活潛伏病毒提供了重要的信息,雖然它們對(duì)HIV病毒庫(kù)的表達(dá)和大小有不同程度的影響效果,但是在HAART停止的情況下,沒有一種方法能徹底清除病毒庫(kù)并阻止病毒庫(kù)的反彈。是否存在其他可以誘導(dǎo)潛伏HIV表達(dá)的因素也還在研究之中,例如蛋白激酶這樣的小分子。在潛伏感染的細(xì)胞中,免疫抗體包括抗PD-1和抗CTLA4都有可能克服抑制信號(hào)的作用,因此其在激活宿主細(xì)胞誘導(dǎo)潛伏病毒表達(dá)方面起到很大作用[44-46]。

如果潛伏的病毒反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生高水平的病毒,那么相應(yīng)的宿主細(xì)胞會(huì)被細(xì)胞病變效應(yīng)殺死,然而在病毒表達(dá)蛋白很低的情況下,天然免疫不能很好的識(shí)別這類細(xì)胞,這種殺傷方法并不是很有效,尤其是病毒庫(kù)內(nèi)含有抵抗細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞(cytotoxic lymphocyte,CTL)表位的病毒。因此可以通過注入能特異性識(shí)別HIV的CTL表位來(lái)擴(kuò)大細(xì)胞殺傷,或者將CTL設(shè)計(jì)為具有T細(xì)胞受體能特異性識(shí)別HIV的特異性細(xì)胞[47],對(duì)病毒庫(kù)的清除將會(huì)有一定的幫助。

HIV表面蛋白表達(dá)在感染的宿主細(xì)胞表面,因此,要想快速的殺死潛伏感染的細(xì)胞就可以通過誘導(dǎo)病毒蛋白表達(dá),如HIV gp120,并用相應(yīng)的抗體介導(dǎo)細(xì)胞殺傷[48]。這種擴(kuò)大范圍的殺傷是很值得研究的。當(dāng)患者在進(jìn)行HAART過程中,如果病毒正在進(jìn)行復(fù)制,那么在潛伏感染的細(xì)胞誘導(dǎo)病毒表達(dá)的同時(shí),HAART則能將其清除,并有可能實(shí)現(xiàn)病毒庫(kù)的徹底清除。

4.4 病毒庫(kù)標(biāo)志物CD32a Descours等[49]最新研究發(fā)現(xiàn),低親和力受體CD32a可能是一種可靠的潛伏HIV基因CD4+T 細(xì)胞的表面特征性標(biāo)志物。研究者首先在體外建立HIV潛伏感染模型,用HIV感染靜息CD4+T細(xì)胞,后經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)CD32a表達(dá)明顯上調(diào)。于是他們從經(jīng)HAART的HIV感染患者體內(nèi)分離外周血,結(jié)果發(fā)現(xiàn)一群CD32a高表達(dá)的CD4+T細(xì)胞,在所有感染CD4+T細(xì)胞中表達(dá)CD32a的可達(dá)80%以上,并且這一群CD32a+CD4+T細(xì)胞內(nèi)HIV載量是CD32a-CD4+T細(xì)胞的1000倍,這部分細(xì)胞內(nèi)的HIV載量可占所有CD4+T細(xì)胞病毒儲(chǔ)存量的50%以上。這些結(jié)果說明了CD32a+CD4+T細(xì)胞是一個(gè)重要的病毒儲(chǔ)存庫(kù)。如果能被證實(shí),CD32a的發(fā)現(xiàn)將會(huì)是尋求HIV治愈路上的重要突破。將來(lái),CD32a+CD4+T細(xì)胞頻率可能作為HIV治療過程中臨床療效的診斷指標(biāo),或是通過這樣的標(biāo)志物設(shè)計(jì)出具有靶向殺傷的藥物,從而達(dá)到清除病毒庫(kù)治愈艾滋病的目的。此項(xiàng)研究不足之處是缺乏不同性別、種族、年齡以及其他組織(腸道、淋巴結(jié)、骨髓等)是否存在差異的相關(guān)研究。

5 展 望

在過去的幾十年里,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)HIV病毒庫(kù)進(jìn)行了大量的研究,主要有HIV病毒庫(kù)在細(xì)胞以及解剖結(jié)構(gòu)中的分布,病毒庫(kù)的清除策略及免疫療法。然而病毒庫(kù)的持續(xù)存在依然是艾滋病治愈的一大難題。HIV前病毒整合到宿主染色體上長(zhǎng)期穩(wěn)定存在,復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)及解剖結(jié)構(gòu)使感染HIV的宿主細(xì)胞逃脫免疫系統(tǒng)識(shí)別[50-51]。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外近年HIV病毒庫(kù)研究工作進(jìn)行總結(jié),便于相關(guān)研究工作者了解HIV病毒庫(kù)存在位置并尋求有效的方法將其徹底清除。CD32a的發(fā)現(xiàn)可以準(zhǔn)確定位病毒庫(kù)并將其清除,這一發(fā)現(xiàn)為艾滋病的攻克帶來(lái)了新的曙光。

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Research advance in the strategies for the eradication of HIV reservoir

ZHANG He-qian,CHANG Wen-xian,JIAO Yan-mei,ZHANG Ji-yuan*,WANG Fu-sheng*
Department of Clinical Medicine,Bengbu Medical College,233000,China

*Corresponding authors.WANG Fu-sheng,E-mail:fswang302@163.com; ZHANG Ji-yuan,E-mail:uniquezjy@163.com

The persistence of HIV reservoir is an important cause of persistent infection and difficult to cure in HIV patients.It is difficult to completely remove the viral reservoir with HAART at present.Studies have confirmed that HIV reservoir exists in various types of CD4+T cells,including central memory CD4+T cells,CCR4+CCR6+and CXCR3+CCR6+CD4+T cells,stem cell like memory CD4+T cells,Vγ9Vδ2 T cells and recently confirmed Tfh cells.In addition,studies have also found that macrophages and B cells also couple with viral reservoir.Currently,HIV reservoir eradication strategies mainly include CCR5 gene defective hematopoietic stem cell transplantation,gene editing and activation then killing.These methods still can not effectively remove HIV reservoir.Recent studies have shown the specifically high expression of CD32a molecules on the surface of HIV latent CD4+T cells,which provides new marker for the elimination of viral reservoir.We review the possible immunocytes with HIV reservoir and the research progress on the eradication strategies of HIV reservoir.

HIV reservoirs; immunocytes; eradication strategies

R512.91

A

1007-8134(2017)06-0321-06

10.3969/j.issn.1007-8134.2017.06.002

首都特色基金(Z161100000516011)

233000,蚌埠醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)系(張和倩、常文仙);100039 北京,解放軍第三○二醫(yī)院感染性疾病診療與研究中心(焦艷梅、張紀(jì)元、王福生)

王福生,E-mail:fswang302@163.com;張紀(jì)元,E-mail:uniquezjy@163.com

(2017-09-25收稿 2017-10-20修回)

(本文編輯 胡 玫)

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