《Cell子刊:治疗期间,“休眠”的HIV仍能产生RNA和蛋白质》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2023-09-15
  • 针对HIV病毒的抗逆转录病毒疗法(ART)被认为是一种缓解方法,而不是治愈方法,因为患者通常携带感染HIV的细胞库,如果治疗停止,这些细胞可能会重新出现。人们通常认为,在治疗期间,这些细胞库会处于休眠状态。

     

    而两个独立的研究团队发现,这些细胞中的一部分会自发地产生HIV的RNA和蛋白质,这些RNA和蛋白质可能会影响患者的HIV特异性免疫反应。2023年9月13日,相关论文刊登于细胞出版社(Cell Press)旗下期刊 Cell Host & Microbe 上。

     


    “它只是看似休眠了。”其中一篇论文的通讯作者,瑞士洛桑大学医院、洛桑大学和加拿大蒙特利尔大学免疫病毒学家Daniel Kaufmann说,“即使在接受治疗的人群中,HIV仍有一些活性,并继续与免疫系统相互作用。我们必须了解这些相互作用是否具有临床相关后果。”

    为此,研究人员采集了18名艾滋病患者的血液样本,这些人都服用了3年多的抗逆转录病毒药物,这种药物可以阻止HIV的增长,但实际上并没有杀死病毒。然后,他们使用一种被称为RNA流式细胞术的实验室方法,根据是否感染HIV,分类CD4+或“辅助”T细胞(HIV选择性感染的细胞类型),并进一步观察它们是否在积极地产生HIV的 RNA或蛋白质。研究人员还对T细胞进行了表征(例如,无论是对抗细胞内病毒的T辅助细胞还是对抗细胞外细菌的T辅助细胞),以确定是否有CD4+T细胞亚型更有可能成为HIV宿主。


    “我们的技术使我们能够观察单个细胞,看看它们是否含有病毒,以及它们表达的是病毒的哪一部分。”论文第一作者、蒙特利尔大学免疫病毒学家Mathieu Dubé说,“对于每个病人,我们可以估计有多少这些细胞仍然活跃,我们也可以寻找病毒特征和细胞特征之间的联系。”


    研究团队发现,在这18名患者中,有14名患者体内有能够自发产生HIV的RNA细胞库。有7名患者,细胞库也产生了包括p24在内的HIV蛋白质,p24是HIV外壳的一种成分。


    Daniel Kaufmann表示,留在患者体内的大多数HIV都是有缺陷的或不能真正繁殖的垃圾病毒,但我们发现这些有缺陷的病毒仍然可以产生病毒RNA,有时还能产生蛋白质。


    虽然这些病毒RNA和蛋白质片段是无功能的“碎片”,但研究人员发现它们足以刺激免疫反应。由于更强的HIV特异性免疫反应与更活跃的HIV库相关,研究人员怀疑这种免疫反应可能没有帮助,但需要更多的研究来验证这一假设。


    “我们的数据表明,这些病毒库产生的RNA和蛋白质可能是炎症的驱动因素。”Daniel Kaufmann说道,“这可能很重要,因为一部分接受抗逆转录病毒治疗的人仍然会受到感染的影响,例如,心脏病、虚弱和过早骨质疏松症。”

    当他们研究哪种类型的CD4+T细胞更有可能携带活跃的病毒库时,研究人员发现,具有一系列表型和功能的T细胞榜上有名。


    “一些亚群似乎更容易感染病毒,例如,记忆细胞和参与肠道免疫保护的Th17细胞,但一直没有明确的、独特的CD4+ T细胞类型更倾向于承载病毒。”Mathieu Dubé说,“其实大多数CD4+ T细胞中都有病毒。”

    尽管研究中的所有患者都是白人男性,但研究人员仍然观察到患者之间存在很大差异。他们说,未来的研究应该进一步调查这些患者之间的差异,并在更多样化的患者群体中调查HIV库。


    第二篇论文由美国俄勒冈健康与科学大学疫苗和基因治疗研究所免疫学家Lydie Trautmann领导,该研究也发现了CD4+T细胞的一个亚群在抗逆转录病毒治疗期间自发表达病毒RNA,特别是在开始治疗的急性和慢性感染泰国参与者队列中。急性感染患者的病毒蛋白较少,但两组之间的免疫反应相似。

    论文作者写道:我们的研究表明,抗逆转录病毒疗法中活跃的HIV库驱动的残余免疫功能障碍,可能导致治疗中断后病毒控制的缺乏,因为它阻止了功能性干细胞样自我更新的HIV特异性CD8+ T细胞的分化,这些细胞可以建立有效的快速回忆反应。因此,HIV缓解策略可能需要靶向抗逆转录病毒治疗期间产生病毒蛋白的转录活性前病毒,以利用HIV特异性CD8+ T细胞控制治疗停止后病毒的反弹。

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/a613e91848cb.html
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    • HIV抗逆转录病毒疗法(ART)被认为是一种治疗方法,而不是一种治愈方法,因为患者通常会携带有感染HIV的细胞库,如果停止治疗,HIV就会重新出现。长期以来,人们一直认为这种细胞库处于休眠状态,但是在两项新的研究中,两个独立的研究团队报告说,这种细胞库中有一部分细胞会自发产生HIV RNA 和蛋白,从而可能会影响患者的HIV特异性免疫反应。相关研究结果发表在2023年9月13日的Cell Host & Microbe期刊上,论文标题分别为“Spontaneous HIV expression during suppressive ART is associated with the magnitude and function of HIV-specific CD4+ and CD8+ T cells”和“An active HIV reservoir during ART is associated with maintenance of HIV-specific CD8+ T cell magnitude and short-lived differentiation status”。 第一篇论文通讯作者、瑞士洛桑大学医院免疫病毒学者Daniel Kaufmann说,“这是一种具有欺骗性的休眠病毒。即使在接受治疗的人群中,HIV仍有一定的活性,并继续与免疫系统相互作用。我们必须了解这些持续的相互作用是否会产生临床相关的后果。” 以前的研究已表明当“休眠”的HIV感染细胞库中的细胞在实验室中被重新激活时,它们会产生病毒RNA和蛋白,但还不清楚这种现象是否在HIV感染者体内发生。Kaufmann说,“我们想了解这种现象是否真实存在,如果真实存在,这种病毒的哪些部分被表达出来,它们是否会对免疫系统产生影响。” 为此,Kaufmann及其研究团队采集了 18 名已接受ART 治疗三年多的HIV感染者的血液样本。然后,他们使用一种名为 RNA 流式细胞术的实验室方法,根据 CD4+T 细胞(HIV 选择性感染的细胞类型)是否感染了 HIV,以及它们是否积极产生 HIV RNA 或蛋白,对它们进行分类。 这些作者还根据这些CD4+ T细胞的作用来确定它们的特征---例如,它们是抗击细胞内病毒的辅助性T细胞类型,还是抗击细胞外细菌的辅助性T细胞类型---以确定是否有任何CD4+T细胞亚型更有可能是宿主体内感染HIV的细胞库。 第一篇论文第一作者、加拿大蒙特利尔大学免疫病毒学者Mathieu Dubé说,“我们的技术让我们能够观察单个细胞,看它们是否含有HIV,以及表达这种病毒的哪些部分。对于每一位HIV感染者,我们都可以估算出其中有多少细胞仍处于活跃状态,我们还可以寻找病毒特征与细胞特征之间的关联。” Kaufmann团队发现,这18 名患者中有 14 人体内感染HIV的细胞库自发产生病毒 RNA。这18 名患者中有 7 人体内感染HIV的细胞库还产生病毒蛋白,包括 p24,其中p24是 HIV 外壳的一个组成部分。 Kaufmann说,“残留在体内的大部分HIV都是有缺陷的,或者是不能真正增殖的垃圾病毒,但我们发现这些有缺陷的病毒仍能产生病毒 RNA,有时还能产生蛋白。” 虽然这些病毒 RNA 和蛋白片段是没有功能的“碎片”,但Kaufmann团队发现它们足以激发免疫反应。由于较强的HIV特异性免疫反应与较活跃的艾滋病毒储库有关,他们猜测这种免疫反应可能是无益的,但还需要更多的研究来验证这一假设。 Kaufmann说,“我们的数据表明,这些感染HIV的细胞库产生的 RNA 和蛋白可能是炎症的驱动因素。这可能很重要,因为在成功接受ART治疗的HIV感染者中,有一部分人仍然会因感染而产生不良后果---例如,加快出现的心脏病、虚弱和过早骨质疏松症。” 当研究哪种类型的CD4+T细胞更有可能携带活跃的感染HIV的细胞库时,Kaufmann团队发现活跃的感染HIV的细胞库是由具有各种表型和功能的T细胞组成的,尽管某些类型的T细胞确实比其他类型的T细胞携带更多的HIV。 Dubé说,“一些CD4+T细胞亚群似乎更容易容纳HIV,例如记忆T细胞和参与肠道免疫保护的Th17细胞,但并没有明确的、独特的容纳HIV的CD4+T细胞类型。大多数 CD4+ T 细胞中都可能携带HIV。” 虽然第一项研究中的所有HIV感染者都是白人男性,但是Kaufmann团队仍然观察到了不同感染者之间的巨大差异。他们表示,今后的研究应进一步探究这些感染者间的差异,并探究在更多患者体内感染HIV的细胞库。 在第二篇论文中,来自美国俄勒冈健康与科学大学的研究人员也报告说,在ART治疗期间,一部分 CD4+ T 细胞会自发表达病毒 RNA,特别是在急性感染而不是慢性感染时开始治疗的泰国参与者队列中。急性HIV感染者体内的病毒蛋白较少,但是这两组感染者(急性HIV感染者和慢性HIV感染者)的免疫反应相似。第二篇论文通讯作者为俄勒冈健康与科学大学疫苗与基因治疗研究所免疫学者Lydie Trautmann。 Trautmann及其研究团队写道,“我们的研究表明,ART疗法中活跃的HIV感染细胞库所导致的残余免疫功能障碍,可能会阻碍可产生高效快速免疫回忆反应的功能性干细胞样可自我更新的HIV特异性CD8+ T细胞的分化,从而导致分析性治疗中断后的HIV控制不力。” “因此,HIV缓解策略可能需要在ART治疗期间靶向产生病毒蛋白的转录活跃的原病毒(provirus),以便在治疗停止后利用HIV特异性CD8+ T细胞控制病毒反弹。” 参考资料: 1. Mathieu Dubé et al. Spontaneous HIV expression during suppressive ART is associated with the magnitude and function of HIV-specific CD4+ and CD8+ T cells. Cell Host & Microbe, 2023, doi:10.1016/j.chom.2023.08.006. 2. Hiroshi Takata et al. An active HIV reservoir during ART is associated with maintenance of HIV-specific CD8+ T cell magnitude and short-lived differentiation status. Cell Host & Microbe, 2023, doi:10.1016/j.chom.2023.08.012. 3. 'Dormant' HIV produces RNA and proteins during anti-retroviral therapy https://medicalxpress.com/news/2023-09-dormant-hiv-rna-proteins-anti-retroviral.html
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
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    • 卡波西肉瘤相关疱疹病毒(Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus, KSHV)与爱泼斯坦-巴尔病毒(Epstein-Barr virus, EBV)同属一个家族,与艾滋病相关的卡斯尔曼病和多种癌症有关,如卡波西肉瘤和原发性渗出淋巴瘤。 在一项新的研究中,来自加州大学戴维斯分校的研究人员发现癌细胞的细胞核中的一种蛋白是保持KSHV休眠和不被人体免疫系统发现的关键因子。相关研究结果发表在2022年5月10日的Cell Reports期刊上,论文标题为“KSHV episome tethering sites on host chromosomes and regulation of latency-lytic switch by CHD4”。 世界各地感染KSHV的人数不尽相同。在美国,不到10%的人感染了KSHV,而在非洲的一些地方,有50%的人感染了KSHV。不是每个感染KSHV的人都会发展成卡波西肉瘤。那些发病的人通常由于HIV感染、器官移植、年老或其他因素而导致免疫系统减弱。 引入抗逆转录病毒药物来控制HIV,大大降低了西方国家与艾滋病相关的卡波西肉瘤的发病率;然而,在撒哈拉以南非洲,这种疾病的预后仍然很差。 是什么让KSHV保持休眠状态? 当这种病毒进入人体细胞时,它在细胞核内引起隐性感染。在这一阶段,这种病毒是抓住细胞的部分染色体,而不是产生病毒的后代。 这项新的研究考察了KSHV的潜伏-裂解转换(latent-lytic switch),这是这种病毒退出休眠状态在宿主细胞中进行复制的过程。这个复制阶段被称为裂解周期,以细胞的解体和病毒的释放结束,从而使得邻近的细胞受到感染。 论文共同通讯作者、加州大学戴维斯分校综合癌症中心皮肤科教授Yoshihiro Izumiya说,“KSHV喜欢尽可能长时间地保持休眠,以避免被身体的免疫系统发现。” 这些作者希望揭示这种潜伏-裂解转换背后的机制以及宿主细胞环境在这一过程中发挥的作用。Izumiya说,“这种病毒在哪里附着在宿主细胞上,它如何设法保持休眠状态,以及是什么触发了它的激活,这些都是非常令人兴奋和需要解决的重要难题。” 找到KSHV保持休眠状态的首选生态系统 这项新的研究确定了KSHV病毒基因组在宿主细胞基因组上的位置。Izumiya和他的团队使用Capture Hi-C和DNA FISH方法对三种自然感染了KSHV的癌细胞系的染色体相互作用进行了剖析和分析。他们找到了这种病毒在宿主染色体内的首选停靠点。它在这三种癌细胞系中的结合模式相似,显示了一种能够吸引并帮助这种病毒保持休眠状态的细胞核生态系统。 这些作者还发现,CHD4(chromodomain helicase DNA binding protein 4)与这种病毒的基因组元件结合。作为宿主细胞染色体中的一种蛋白,CHD4抑制了负责这种病毒复制的基因的工作。这项新的研究显示,CHD4是KSHV潜伏-裂解转换的一个关键调节因子。 论文共同第一作者、Izumiya实验室博士后研究员Ashish Kumar说,“这种病毒基因组附着在宿主染色体上的位置不是随机的。如果没有富集的CHD4蛋白,这种毒开始复制,启动细胞破坏模式。为了让这种病毒在许多其他宿主蛋白中选择CHD4,CHD4必须在宿主细胞中发挥独特而重要的作用。” 进化塑造了战略性的病毒蛋白与宿主的结合 对病毒的研究可以帮助确定对细胞稳态至关重要的细胞蛋白。在数百万年中,这种病毒的基因组编码或组装少量非常有效的蛋白。这些蛋白战略性地与宿主细胞蛋白结合,以保持病毒染色质的休眠状态,并影响宿主细胞的肿瘤抑制功能。 Izumiya说,“我们以病毒学为切入点,从总体上阐明了CHD4在基因调节中的功能。在病毒-宿主共同进化过程中,KSHV巧妙地学会了劫持可以帮助保持负责病毒复制的基因处于休眠状态的宿主蛋白。” 这些作者发现了一种影响CHD4功能的病毒蛋白。他们指出,有可能以病毒蛋白序列为起点,构建调节CHD4功能的抑制剂。由于CHD4在许多不同类型的癌症中对癌细胞的生长至关重要,他们希望他们的研究将通过利用这种病毒-宿主的相互作用为癌症治疗的开发提供参考。 参考资料: 1. Ashish Kumar et al. KSHV episome tethering sites on host chromosomes and regulation of latency-lytic switch by CHD4. Cell Reports, 2022, doi:10.1016/j.celrep.2022.110788. 2. Discovery of cell protein that keeps Kaposi's sarcoma herpesvirus dormant https://medicalxpress.com/news/2022-05-discovery-cell-protein-kaposi-sarcoma.html