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《2023年HIV研究进展第3期》

  • 来源专题：生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 发布时间：2023-08-31

  • 人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus, HIV），即艾滋病（AIDS，获得性免疫缺陷综合征）病毒，是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983年，HIV在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（lentivirus），属逆转录病毒的一种。HIV通过破坏人体的T淋巴细胞，进而阻断细胞免疫和体液免疫过程，导致免疫系统瘫痪，从而致使各种疾病在人体内蔓延，最终导致艾滋病。由于HIV的变异极其迅速，难以生产特异性疫苗，至今无有效治疗方法，对人类健康造成极大威胁。

    自上世纪八十年代以来，艾滋病的流行已经夺去超过3400万人的生命。据世界卫生组织（WHO）统计，据估计，2017年，全世界有3690万人感染上HIV，其中仅59％的HIV感染者接受抗逆转录病毒疗法（ART）治疗。目前为止HIV仍然是全球最大的公共卫生挑战之一，因此急需深入研究HIV的功能，以帮助研究人员开发出可以有效对抗这种疾病的新疗法。为阻止病毒大量复制对免疫系统造成损害，HIV感染者需要每天甚至终身服用ART。虽然服用ART已被证明能有效抑制艾滋病发作，但这类药物价格昂贵、耗时耗力且副作用严重。人们急需找到治愈HIV感染的方法。

    生物谷小编梳理了一下近期生物谷报道的HIV研究方面的新闻，供大家阅读。

    1.Nat Biotechnol：肠道微生物组可增加HIV和EBV的感染风险和疾病严重程度
    doi:10.1038/s41587-023-01906-5
    在过去的十年中，肠道微生物组引起了人们的极大兴趣。近期的研究已表明，肠道中的细菌和其他微生物在免疫、新陈代谢、消化以及抵御试图入侵我们身体的“坏细菌”方面发挥着辅助作用。然而，在一项新的研究中，来自美国北卡罗来纳大学医学院的Angela Wahl博士、Balfour Sartor博士和J. Victor Garcia博士及其同事们肠道微生物组可能并不总是抵御人类病原体。他们首次使用了一种没有肠道微生物组（无菌）的精密动物模型，结果表明肠道微生物组对爱泼斯坦-巴尔病毒（Epstein-Barr virus, EBV）和人类免疫缺陷病毒1型（HIV）感染有重大影响，并在疾病过程中发挥作用。相关研究结果于2023年8月10日在线发表在Nature Biotechnology期刊上，论文标题为“A germ-free humanized mouse model shows the contribution of resident microbiota to human-specific pathogen infection”。
    Wahl说，“这些发现首次提供了直接证据，表明常驻肠道菌群对两种不同的人类特异性病原体感染的建立和病理过程有重大影响。”

    为了实现这一发现，Wahl和Garcia需要创建一种模拟人类免疫系统的“人源化（humanized）”的小鼠模型来进行他们的研究。一旦暴露于病毒中，这种人源化模型就能像人类一样复制病毒，并可用于研究。但是他们需要更进一步。Wahl和Garcia需要将传统的人源化小鼠模型与没有肠道微生物组（无菌）的小鼠模型进行比较。这就意味着，他们需要在世界上首次构建一种人源化、无菌的小鼠模型。

    2.Nat Commun：科学家揭示HIV-1感染和机体神经变性之间的神秘关联
    doi:10.1038/s41467-023-40000-x
    巨噬细胞和小胶质细胞中HIV-1的复制往往涉及在细胞内组装并出芽形成修饰后的多泡体 (MVBs，multivesicular bodies)亚群，其能支持病毒的持续存在和扩散；然而，目前研究人员对调节HIV-1囊泡复制背后的细胞因子知之甚少，最近，研究人员识别出淀粉样前体蛋白（APP, amyloid precursor protein）或能作为巨噬细胞和小胶质细胞HIV-1复制的一种抑制剂，但其背后的分子机制，研究人员并不清楚。
    近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“HIV-1 promotes ubiquitination of the amyloidogenic C-terminal fragment of APP to support viral replication”的研究报告中，来自美国西北大学Feinberg医学院等机构的科学家们通过研究揭示了HIV如何劫持细胞内过程从而来进行增殖并促进神经变性发生的。

    此前研究结果表明，淀粉样前体蛋白（APP）会在巨噬细胞和小胶质细胞中高水平表达，并会限制HIV-1的复制，为了抵消这种限制，HIV-1会促进APP的加工，最终导致促进HAND发生的毒性β淀粉样蛋白的产生。β淀粉样蛋白的积累被认为是多种痴呆症相关疾病中神经变性的主要诱因，包括阿尔兹海默病等，但β淀粉样蛋白如何以及为何会在HIV感染的患者机体中产生，以及其如何促进HAND，一直是一个谜题。在当前研究中，研究者Naghavi及其同事开始着手识别出APP抗病毒功能背后的分子机制，他说道，我们解决了这些问题，并通过深入揭示HIV-1在特定免疫细胞类型中复制的独特一面，这或许就连接了疾病生物学的第二个基本问题。
    研究者Naghavi及其同事发现，APP的加工处理过程发生在多泡体亚群中，而多泡体亚群是HIV-1复制所必需的。在正常情况下，淀粉样蛋白产生过程会将这些多泡体进行分拣到溶酶体中，溶酶体是细胞中废弃物处理的一种细胞器，其能清除淀粉样蛋白并抑制HIV-1的复制，为了应对这种情况，HIV-1就必须将多泡体从溶酶体中分拣到支持其复制的细胞外途径中，但同时也增加了β-淀粉样蛋白的分泌。基于这一研究发现，研究人员利用一种临床获批的APP加工通路的抑制剂来处理培养的细胞，结果发现，其能成功阻断HIV-1进入多泡体中，从而抑制小胶质细胞和巨噬细胞中的病毒复制过程。研究结果表明，这一途径或许能作为HIV相关的神经认知障碍的潜在治疗性靶点。

    3.Nat Commun：新研究揭示HIV侵入T细胞的细胞核的新途径
    doi:10.1038/s41467-023-40227-8
    在一项新的研究中，来自美国托罗大学和德国德累斯顿工业大学等研究机构的研究人员发现了人类免疫缺陷病毒（HIV）进入健康T细胞的细胞核的新途径，这种病毒可以在那里复制并继续入侵其他细胞。他们还确定了这种病毒进行入侵细胞核所需的三种蛋白：外核膜蛋白VAP-A、高度磷酸化的ORP3和Rab7，并进而合成了能够靶向其中一种蛋白的分子（潜在药物），从而有可能开发出治疗艾滋病的新疗法。相关研究结果于2023年8月10日发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“HIV-1-induced nuclear invaginations mediated by VAP-A, ORP3, and Rab7 complex explain infection of activated T cells”。

    此前研究结果表明，淀粉样前体蛋白（APP）会在巨噬细胞和小胶质细胞中高水平表达，并会限制HIV-1的复制，为了抵消这种限制，HIV-1会促进APP的加工，最终导致促进HAND发生的毒性β淀粉样蛋白的产生。β淀粉样蛋白的积累被认为是多种痴呆症相关疾病中神经变性的主要诱因，包括阿尔兹海默病等，但β淀粉样蛋白如何以及为何会在HIV感染的患者机体中产生，以及其如何促进HAND，一直是一个谜题。在当前研究中，研究者Naghavi及其同事开始着手识别出APP抗病毒功能背后的分子机制，他说道，我们解决了这些问题，并通过深入揭示HIV-1在特定免疫细胞类型中复制的独特一面，这或许就连接了疾病生物学的第二个基本问题。
    研究者Naghavi及其同事发现，APP的加工处理过程发生在多泡体亚群中，而多泡体亚群是HIV-1复制所必需的。在正常情况下，淀粉样蛋白产生过程会将这些多泡体进行分拣到溶酶体中，溶酶体是细胞中废弃物处理的一种细胞器，其能清除淀粉样蛋白并抑制HIV-1的复制，为了应对这种情况，HIV-1就必须将多泡体从溶酶体中分拣到支持其复制的细胞外途径中，但同时也增加了β-淀粉样蛋白的分泌。基于这一研究发现，研究人员利用一种临床获批的APP加工通路的抑制剂来处理培养的细胞，结果发现，其能成功阻断HIV-1进入多泡体中，从而抑制小胶质细胞和巨噬细胞中的病毒复制过程。研究结果表明，这一途径或许能作为HIV相关的神经认知障碍的潜在治疗性靶点。

    3.Nat Commun：新研究揭示HIV侵入T细胞的细胞核的新途径
    doi:10.1038/s41467-023-40227-8
    在一项新的研究中，来自美国托罗大学和德国德累斯顿工业大学等研究机构的研究人员发现了人类免疫缺陷病毒（HIV）进入健康T细胞的细胞核的新途径，这种病毒可以在那里复制并继续入侵其他细胞。他们还确定了这种病毒进行入侵细胞核所需的三种蛋白：外核膜蛋白VAP-A、高度磷酸化的ORP3和Rab7，并进而合成了能够靶向其中一种蛋白的分子（潜在药物），从而有可能开发出治疗艾滋病的新疗法。相关研究结果于2023年8月10日发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“HIV-1-induced nuclear invaginations mediated by VAP-A, ORP3, and Rab7 complex explain infection of activated T cells”。

    通过研究血清中广泛中和抗体水平特别高的特定“治疗后控制者”病例中抗体的作用，这些作者发现病情缓解可能与这类抗体的活性有关。Hugo Mouquet描述了这一发现：“我们的研究首次在治疗后控制者身上描述了靶向HIV-1包膜蛋白的广泛中和抗体（bNAb）家族，其中抗体EPTC112是最活跃的成员之一。”抗体EPTC112能中和体外测试的200种HIV-1病毒变体中约三分之一的变体，并能在自然杀伤（NK）细胞（消灭体内异常细胞的免疫细胞）存在的情况下诱导消灭受感染的细胞。
    因此，这项新的研究为了解中和抗体如何改变来自 VISCONTI 队列的这名产生EPTC112的患者体内的 HIV-1 感染过程提供了重要信息。虽然在该患者体内循环的 HIV-1 病毒由于该抗体靶向的区域中的突变而对 EPTC112 中和产生了抵抗力，但从该患者血液中分离出的其他抗体群体却能有效中和该病毒。因此，这项研究表明，来自EPTC112 家族的中和抗体对 HIV-1 病毒施加了选择性压力。

    5.Science子刊：证实宿主限制因子ProTα可在体内抑制HIV感染
    doi:10.1126/scitranslmed.adg0873
    在一项新的研究中，来自美国沃尔特-里德陆军研究所等研究机构的研究人员证实了以前针对 HIV-1 的宿主限制因子的研究成果。他们详细介绍了组学（omics）如何在寻找治疗策略时揭示相关性。相关研究结果发表在2023年8月2日的Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“Single-cell transcriptomics identifies prothymosin α restriction of HIV-1 in vivo”。

    这些作者利用单细胞转录组学（single-cell transcriptomics）确定了在14名HIV-1感染者的细胞中活跃的蛋白。他们通过将患者的基因表达与单个细胞内的HIV-1 RNA数量相关联，缩小了称为宿主限制因子（host restriction factor）的潜在抗病毒蛋白列表的范围。这些蛋白是人体先天免疫系统的一部分，能识别并干扰病毒复制周期的特定步骤，从而阻止感染。
    这些作者还对血浆病毒载量最高的一名参与者进行了测序比较，结果发现HIV-1 RNA的转录与编码ProTα（prothymosin αlpha）的基因 PTMA 的表达成反比。这一关联随后在这项初始研究之外的另外28名参与者中得到了验证。体外过表达ProTα证实，这种细胞因子能抑制HIV-1的转录和传染性病毒的产生。

    6.Lancet子刊：临床试验表明一种新的HIV治疗制剂有望安全有效地治疗HIV感染儿童
    doi:10.1016/S2352-3018(23)00107-8
    在一项新的研究中，来自美国科罗拉多大学安舒茨医学园区的研究人员帮助确认了一种用于治疗感染人类免疫缺陷病毒（HIV）儿童的药物制剂的剂量、安全性和有效性。他们揭示了一种新的分散制剂和一种含有三种药物---度鲁特韦（dolutegravir）、阿巴卡韦（abacavir）和拉米夫定（lamivudine）---的速释片剂，在单一固定剂量组合（fixed dose combination, FDC）制剂中，对治疗HIV感染儿童是安全、耐受性良好和有效的。根据血液中每种药物的浓度来给药也是合适的。相关研究结果发表在2023年8月的Lancet HIV期刊上，论文标题为“Pharmacokinetics, safety, and tolerability of dispersible and immediate-release abacavir, dolutegravir, and lamivudine tablets in children with HIV (IMPAACT 2019): week 24 results of an open-label, multicentre, phase 1–2 dose-confirmation study”。

    论文通讯作者、科罗拉多大学安舒茨医学园区药学与制药科学学院助理教授Kristina Brooks博士说，“这是首款含有度鲁特韦的 FDC制剂，可用于体重在 13 到 88 磅之间的儿童。针对儿童的HIV治疗历来具有挑战性，因为它需要使用多种药片和液体，而这些药片和液体的味道并不总是最好的，而且给药也具有挑战性。”
    度鲁特韦、阿巴卡韦和拉米夫定已在全球范围内被证明是安全有效的HIV治疗药物。Brooks和Jennifer Kiser药学博士通过国际母婴青少年艾滋病临床试验（International Maternal Pediatric Adolescent AIDS Clinical Trials, IMPAACT）网络与一组研究人员合作，研究现有的速释片剂和含有这三种药物的分散释放片剂的新配方，看是否会产生他们在成人和青少年身上看到的同样积极的结果。

    7.Nature：揭示一种基因变异与一部分非洲血统人群中较低的HIV水平有关
    doi:10.1038/s41586-023-06370-4
    在一项新的研究中，一个国际研究小组发现了一种基因变异，它可能解释为什么一些非洲血统的人天生就有较低的HIV病毒载量，从而降低了他们传播这种病毒的风险并减缓了自身病情的发展。这是近30年来研究发现的首个与HIV感染有关的新基因变异。未来，它可能有助于指导为HIV感染者开发新的治疗方法。相关研究结果于2023年8月2日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Africa-specific human genetic variation near CHD1L associates with HIV-1 load”。

    我们对 DNA 与 HIV 之间关系的了解大多来自对欧洲人群的研究。但鉴于HIV对非洲大陆的人群的影响尤为严重---超过 2500 万HIV呈阳性的人生活在非洲大陆，因此更好地了解遗传学在非洲人感染HIV中的作用非常重要。
    为了研究这个问题，这些作者分析了近 4000 名非洲裔 HIV-1 感染者的 DNA。他们在 1 号染色体上含有 CHD1L 基因的区域内发现了一种基因变异，该基因变异携带者的病毒载量会降低。据认为，4% 到 13% 的非洲裔人携带这种特殊的基因变异。

    8.JCI Insight：新研究揭示HIV感染者体内的记忆 CD4+ T细胞容易死亡机制
    doi:10.1172/jci.insight.167329
    在一项新的研究中，法国国家科学研究所的Simona Stäger教授及其研究团队在人类免疫缺陷病毒（HIV）研究领域取得了突破性进展。他们发现了记忆 CD4+ T细胞（在免疫反应中发挥重要作用的免疫细胞）在HIV感染者体内容易发生细胞死亡的机制。相关研究结果近期发表在JCI Insight期刊上，论文标题为“The TLR7/IRF-5 axis sensitizes memory CD4+ T cells to Fas-mediated apoptosis during HIV-1 infection”。

    这些作者发现，记忆CD4+ T细胞中的TLR7受体和IRF5转录因子的表达量较高，这代表了这些细胞中的分子印记使它们容易发生细胞死亡。他们的研究结果还表明，IRF-5抑制肽可以阻止这种细胞死亡倾向。他们观察到的分子印记是慢性炎症环境的结果。因此，这项研究的结果可能会对以严重炎症环境为特征的其他慢性传染病产生影响。

    9.Science子刊：从结构上揭示HIV整合酶对度鲁特韦产生耐药性机制
    doi:10.1126/sciadv.adg5953
    度鲁特韦是临床上用于治疗人类免疫缺陷病毒（HIV）感染的最有效的抗病毒药物之一。在一项新的研究中，来自美国国家卫生研究院和索尔克研究所的研究人员发现了HIV对度鲁特韦产生耐药性的分子机制。具体而言，他们揭示了一种称为整合酶（integrase）的HIV蛋白的三维结构变化如何导致这种病毒对度鲁特韦产生耐药性，以及其他化合物如何可能能够克服这种耐药性。相关研究结果发表在2023年7月21日的Science Advances期刊上，论文标题为“Mechanisms of HIV-1 integrase resistance to dolutegravir and potent inhibition of drug-resistant variants”。

    在这项新的研究中，这些作者构建了一些整合酶蛋白的变异版本，已知这些变异会使HIV对度鲁特韦产生耐药性。然后，他们确定了每种突变整合酶的结构，揭示了为何度鲁特韦不再能结合并阻断每种整合酶突变版本。他们还评估了这种病毒的“适应性”（产生传染性后代的能力）和酶的活性，以更好地了解导致患者产生耐药性的原因。
    这些作者还测试了一种实验性艾滋病药物 4d 在阻断度鲁特韦耐药性整合酶蛋白功能方面的疗效。4d是Lyumkis在美国国家卫生研究院的合作者开发的新一代整合酶靶向药物，目前正在进行临床前动物实验。他们发现，在所有HIV整合酶变体中，4d 仍能有效阻断 HIV 将它的基因整合到人类细胞中的能力。这表明4d 或这种化合物的变体可能有效地用于治疗对度鲁特韦产生耐药性的患者体内的HIV病毒。

    10.Nat Commun：科学家揭示免疫逃逸HIV蛋白复合体的特殊结构
    doi:10.1038/s41467-023-39796-5
    如今，科学家们一直致力于揭开HIV中A3G-Vif相互作用的基础，其二者之间的相互作用是HIV逃避机体抗病毒先天性免疫反应的关键机制。HIV-1能通过与其它病毒感染因子（Vif，viral infectivity factor）的结合来中和宿主机体的细胞防御。
    近日，一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Structural insights into RNA bridging between HIV-1 Vif and antiviral factor APOBEC3G”的研究报告中，来自冲绳科学技术大学院大学等机构的科学家们通过研究利用冷冻电子显微镜技术揭示了APOBEC3G-Vif复合体的原子结构。

    研究者Matthias Wolf说道，APOBEC3G (A3G)是人类先天性免疫系统用来抵御入侵病毒的关键组分，其就好像特洛伊木马一样能进入出芽的病毒颗粒中，这样其就能在所感染的细胞中病毒进行逆转录后修饰并失活病毒的DNA。然而HIV-1已经进化出了一种以Vif蛋白形式存在的抵抗机制，其能通过与A3G结合并对其进行降解来抑制这一过程的发生，从而成功扩增感染性的病毒颗粒。
    这项研究的一个独特之处在于，其首次揭示了这种复合体的形成或许是由特定的RNA序列所介导的，尽管单链DNA是A3G的降解底物，其蛋白结构能被优化为具有更高的溶解度，并且能在体外复制A3G泛素化的降解途径，A3G泛素化是一种能将泛素多泛素化转移到靶向蛋白的过程，其在多种生理学功能中都非常重要。

    11.PNAS：科学家发现有望治疗HIV感染的新型潜在靶点
    doi:10.1073/pnas.2219475120; doi:10.1073/pnas.2219543120
    近日，两篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“Neutral sphingomyelinase 2 is required for HIV-1 maturation”和“Inhibition of neutral sphingomyelinase 2 impairs HIV-1 envelope formation and substantially delays or eliminates viral rebound”的研究报告中，来自约翰霍普金斯大学医学院等机构的科学家们通过对携带人源化免疫系统的小鼠及人类细胞系进行研究后，识别出了一种特殊的酶类或在HIV复制的后期阶段中扮演着关键作用。

    这种名为中性鞘磷脂酶2(nSMase2,neutral sphingomyelinase-2)的酶类在机体脂质（细胞中天然存在的脂肪）代谢过程中扮演着重要角色，当nSMase2被阻断或剔除后，所产生的HIV就会表现地形状怪异，且并不能成熟和具有感染性。最终，抑制HIV所感染细胞中的nSMase2的功能或会导致被感染的细胞发生死亡，如今研究人员开发出了一类能阻断nSMase2的新型抗逆转录病毒化合物，其不仅能抑制HIV的复制，还能杀死被感染的细胞，并有望提高其治疗HIV感染的潜力。
    HIV-1是能攻击宿主机体免疫系统并导致AIDS发生的最常见HIV类型，该病毒能控制并破坏特定的白细胞，包括CD4+ T细胞，目前尚没有治愈HIV的疗法，但抗逆转录病毒疗法则能抑制病毒的复制并防止其进展为AIDS；但是如果患者停止服药的话，病毒就会再次开始复制，由于病毒需要一层保护膜才能感染其它细胞，这些研究就将注意力集中到了产生这种“病毒包膜”的生物学特性和活性上。研究者Norman Haughey教授说道，HIV的基因组非常小，因此为了进行自我复制，其就会拦截各类细胞机制，中性鞘磷脂酶2就是这种劫持机制中的一个重要环节，研究者发现其对于HIV进行正常的复制是非常必要的。

    12.Science子刊：广泛中和抗体治疗可减少一些HIV-1感染儿童体内的HIV-1病毒库
    doi:10.1126/scitranslmed.adh0004
    在一项新的研究中，来自美国哈佛大学陈曾熙公共卫生学院、布莱根妇女医院和拉根研究所等研究机构的研究人员发现了一种潜在的更好的替代标准抗逆转录病毒药物（ART）治疗来控制HIV-1复制，并对控制HIV-1病毒库有额外的好处。相关研究结果发表在2023年7月5日的Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“Broadly neutralizing antibody treatment maintained HIV suppression in children with favorable reservoir characteristics in Botswana”。在这篇论文中，他们详细介绍了一项针对非洲博茨瓦纳出生的HIV-1感染儿童的前瞻性临床试验。

    在这项新的研究中，两种广泛中和抗体（broadly neutralizing antibody, bNAb）--- VRC01LS和 10-1074---被给予自出生起就接受标准ART治疗并持续治疗至少96周的HIV-1感染儿童。这两种bNAb每四周静脉注射一次，与ART治疗重叠至少8周，然后继续治疗24周或直到在没有ART治疗的情形下HIV-1 RNA升至每毫升400拷贝以上。
    这些作者发现，接受bNAb治疗的HIV-1感染儿童具有更有利的HIV-1病毒库特征。虽然不能治愈，但它确实表明该疗法能中和部分强化的病毒载量，从而降低这种病毒在未来的重新感染能力。

    13.ACS Nano：科学家开发出一种能直接测定HIV病毒载量的新型数字检测技术
    doi:10.1021/acsnano.3c01917
    一毫升血液中包含大约15个单独的血滴，对于HIV感染者而言，每滴血液中可能含有的病毒数量从不到20个拷贝到超过50万个拷贝不等，其被称之为病毒载量，这一指标能被被临床医生用来理解AIDS患者对抗病毒药物如何产生反应及监测其疾病的潜在进展。在病人接受治疗的过程中，比较耗时的病毒载量检测常常需要重复多次，近日，一篇发表在国际杂志ACS Nano上题为“STAMP-Based Digital CRISPR-Cas13a for Amplification-Free Quantification of HIV-1 Plasma Viral Loads”的研究报告中，来自宾夕法尼亚州立大学等机构的科学家们通过研究开发出了一种时间和成本效益较高的数字检测手段，其或能直接测定患者一滴血液中是否存在HIV病毒。

    据研究者介绍，这种新型的数字检测技术能为多种感染性疾病的临床诊断工具开发提供重要的基础，传统的HIV病毒载量检测往往涉及从样本中提取遗传物质，对其进行扩增并与参考样本进行比较；称之为RT-PCR的金标准测试手段能对实际的病毒载量进行接近地估计，但其并不是一种直接的测定，于是研究者Guan等人在他们进行的测试中采取了一种更为直接的手段，名为STAMP（通过自动膜分离的自我数字化技术，Self-digitization Through Automated Membrane-based Partitioning），该技术相比RT-PCR更便宜、快速且需要的血液量较少。
    研究者Guan说道，该技术的工作原理是这样的，我们首先从患者的血液中提取少量样本，随后对病毒RNA进行抽提，再讲RNA与名为Cas13的特定蛋白相混合，而Cas13是CRISPR系统的关键部分。CRISPR-Cas13是一种革命性的工具，其能帮助研究人员靶向作用并操控RNA序列；这项研究中，研究人员利用这项技术并不仅仅因为其具有强大的编辑能力，而是其诊断潜能，他们利用CRISPR-Cas13来检测并发出HIV存在的信号。
    一旦RNA与Cas13进行结合的话，研究人员就会在混合物中放置一种纳米孔聚碳酸酯膜，其是一种非常容易获得的较薄的过滤器，这或许就使其能成为一种具有成本效益的材料。这种膜的纳米孔如此之小以至于其能将混合物分割成为仅含有单个RNA分子的单一液滴，该分子上还附着有Cas13蛋白，如果HIV存在于RNA分子中的话，Cas13蛋白（能被HIV的RNA所激活）就会切割报告分子，从而产生研究人员能检测到的信号分子。研究者指出，通过计算显示这种信号的液滴的数量，我们就能确定个体血液中HIV的水平，即携带这种信号的液滴的数量越多，病毒载量水平就越高。

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    • 人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus, HIV），即艾滋病（AIDS，获得性免疫缺陷综合征）病毒，是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983年，HIV在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（lentivirus），属逆转录病毒的一种。HIV通过破坏人体的T淋巴细胞，进而阻断细胞免疫和体液免疫过程，导致免疫系统瘫痪，从而致使各种疾病在人体内蔓延，最终导致艾滋病。由于HIV的变异极其迅速，难以生产特异性疫苗，至今无有效治疗方法，对人类健康造成极大威胁。 自上世纪八十年代以来，艾滋病的流行已经夺去超过3400万人的生命。据世界卫生组织（WHO）统计，据估计，2017年，全世界有3690万人感染上HIV，其中仅59％的HIV感染者接受抗逆转录病毒疗法（ART）治疗。目前为止HIV仍然是全球最大的公共卫生挑战之一，因此急需深入研究HIV的功能，以帮助研究人员开发出可以有效对抗这种疾病的新疗法。为阻止病毒大量复制对免疫系统造成损害，HIV感染者需要每天甚至终身服用ART。虽然服用ART已被证明能有效抑制艾滋病发作，但这类药物价格昂贵、耗时耗力且副作用严重。人们急需找到治愈HIV感染的方法。 生物谷小编梳理了一下近期生物谷报道的HIV研究方面的新闻，供大家阅读。 1.Nature子刊：新研究对HIV如何逃避免疫监测提出新的见解 doi:10.1038/s42003-022-03235-w 加拿大多伦多大学医学微生物学专业的住院医师Jonathan Cook博士正在研究HIV病毒上的关键蛋白，这些蛋白对于开发有效的HIV疫苗至关重要。Cook说，“这些蛋白非常有趣，因为它们是病毒感染人类的必要条件。通过阻断它们的功能，我们可以避免你经常看到的多种感染。” 在一项新的研究中，Cook与多伦多大学医学院的Jeffrey E. Lee教授和Lee实验室的Adree Khondker揭示了关于HIV病毒如何与免疫系统相互作用的新信息。相关研究结果近期发表在Communications Biology期刊上，论文标题为“Conformational plasticity of the HIV-1 gp41 immunodominant region is recognized by multiple non-neutralizing antibodies”。 利用萨斯喀彻温大学加拿大光源（Canadian Light Source）发出的CMFC光束线，这些作者分析了HIV病毒表面上的蛋白。他们发现一种称为gp41的蛋白的主要免疫优势区（primary immunodominant region, PID）充当了诱饵---将免疫系统的反应转移到一个错误的目标。这种策略使这种病毒能够成功地感染人类细胞并导致疾病。 2.Nat Biotechnol：一种新型技术或仅需通过单次注射就能治疗HIV感染 doi:10.1038/s41587-022-01328-9 近日，一篇发表在国际杂志Nature Biotechnology上题为“In vivo engineered B cells secrete high titers of broadly neutralizing anti-HIV antibodies in mice”的研究报告中，来自以色列特拉维夫大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新型独特的AIDS疗法，其或能被开发成为疫苗或对HIV患者进行一次性治疗。本文研究中，研究人员分析了如何工程化改造患者机体中的B细胞，从而促使其分泌抗HIV抗体来应对病毒的感染。 在过去20年里，由于实施了将这种致死性疾病转化为慢性疾病的治疗性手段，很多AIDS患者的生活得到了明显改善，然而，在找到能为患者提供永久性治愈的治疗方法之前，科学家们或许还有很长的一段路要走，其中一种可能性的方法就是进行一次性注射，这种策略是在Barzel博士的实验室中开发的，其所开发的技术能对患者体内的B细胞进行遗传工程化改造来使其分泌能抵御HIV病毒的中和性抗体。B细胞是一类负责产生抵御病毒等微生物的抗体的白细胞，其主要产生自骨髓中，当其成熟时B细胞能进入血液和淋巴系统中，并从这些位点达到机体不同部位。 研究者Barzel解释道，直到现在仅有少数科学家能在体外对B细胞进行工程化改造，这项研究中我们首次在体内对其改造并使得这些细胞能产生所想要的抗体，这种基因工程技术是利用源自病毒的病毒载体来完成的，这些病毒会被设计成为不会对机体造成损伤，而只是将编码抗体的基因带入机体的B细胞中。此外，在这种情况下，研究人员就能准确地将抗体引入到B细胞基因组的理想位点中，所有接受疗法的动物模型都会产生反应且机体中含有大量的所需抗体，研究人员从血液中产生了抗体并且确保其能有效中和培养皿中的HIV病毒。 基因编辑是通过CRISPR技术来完成的，研究者表示，他们将CRISPR能引导基因的能力加入到了理想的位点中，同时还利用病毒载体将理想的基因引入到了理想的基因中，这样一来，研究人员就能对患者机体中的B细胞进行工程化改造，他们利用利用了两种AAV家族的病毒载体，其中一种携带编码理想抗体的序列，另一种携带编码CRISPR系统的序列，当CRISPR切断B细胞基因组中的所需位点时，其就会直接引入所需的基因，即编码抵御HIV病毒的基因。 3.Nature：小型临床试验表明两种广泛中和抗体组合使用可长时间抑制HIV doi:10.1038/s41586-022-04797-9 在一项新的小型研究中，来自美国国家过敏症与传染病研究所（NIAID）、弗雷德里克国家癌症研究实验室、美国国家卫生研究院临床中心、哈佛医学院、洛克菲勒大学和加拿大枫叶医学诊所的研究人员发现在感染早期就开始接受抗逆转录病毒疗法（ART）的HIV感染者在接受了两种广泛中和抗HIV抗体（bNAb）注射之后，在没有接受ART治疗的情况下实现了长时间的HIV抑制。这些研究结果表明在未来联合bNAb疗法可能为HIV感染者提供了一种日常ART的替代方案。相关研究结果于2022年6月1日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Combination anti-HIV antibodies provide sustained virological suppression”。 尽管口服抗逆转录病毒药物在控制HIV水平方面非常有效，但是对一些HIV感染者来说，坚持每天服药可能是困难的。此外，这些药物可能会因终身使用而产生长期的副作用，并为耐药性病毒的产生提供了可能性。在之前的研究中，单一的bNAb在抑制HIV病毒水平方面只显示出有限的成功，部分原因是抵抗bNAb的HIV要么已经存在，要么在个体身上出现。为了解决这个问题，这些作者测试了两种bNAb---3BNC117和10-1074---的联合使用（下称3BNC117/10-1074），它们靶向HIV表面的不同部分。 这些作者在2018年9月至2021年1月期间进行了一项由两部分组成的临床试验。第一部分是一项1期随机、安慰剂对照临床试验，涉及14名HIV参与者。这些参与者在感染的早期阶段开始了ART治疗，而且在第一次注射3BNC117/10-1074或安慰剂后不久就停止了ART治疗。这些参与者接受了最多八次3BNC117/10-1074或安慰剂的注射---第一个月两次，此后每月一次，为期24周。每两周测量一次HIV病毒水平和CD4+ T细胞计数。 这项新研究的目的是看看在没有ART治疗的情况下，3BNC117/10-1074治疗是否能抑制HIV。在接受3BNC117/10-1074治疗的7名参与者中，没有人在注射后28周之前重新开始ART治疗，相比之下，在接受安慰剂的7名参与者中，有6人重新开始ART治疗。停用ART治疗的时间中位数分别为39.6周（3BNC117/10-1074治疗组）和9.4周（安慰剂对照组）。 4.JCI Insight：抗体依赖性细胞毒性可能有助于防止母乳喂养期间的HIV母婴传播 doi:10.1172/jci.insight.159435 在一项新的研究中，来自美国疾病控制与预防中心、波士顿大学医学院和波士顿医学中心的研究人员发现称为抗体依赖性细胞毒性（antibody dependent cellular cytotoxicity, ADCC）的抗体功能和HIV毒株的ADCC敏感性可能会影响HIV在母乳喂养期间从母亲到婴儿的传播。这些数据提示着，通过疫苗等方式增强ADCC可能不足以防止HIV传播，因为慢性感染者体内可能携带对ADCC有抗性的毒株。这些研究结果为疫苗可能需要诱导的免疫学特征提供了新的见解，以帮助阻止HIV传播。相关研究结果于2022年3月24日发表在JCI Insight期刊上，论文标题为“Antibody-dependent cellular cytotoxicity (ADCC) responses along with ADCC susceptibility influence HIV-1 mother to child transmission”。 这些作者评估了暴露于HIV-1的婴儿的传播前血浆以及相应的传播性和非传播性母亲的母乳和血浆中的ADCC和中和抗体（nAb）特性，这些样品来自一个明确界定的HIV母婴传播队列。所有的母亲都是HIV感染者，而他们的婴儿出生时未受感染。尽管所有的婴儿在出生后一年内都是母乳喂养，但有些婴儿感染了HIV，而有些则没有。 在一个明确确定的母婴HIV传播队列中评估了来自暴露于HIV-1的婴儿的传播前血浆、来自相应的传播性和非传播性母亲的母乳和血浆中的ADCC和中和抗体特性。所有这些母亲都感染了HIV，而她们的婴儿出生时未受感染。虽然所有婴儿都是母乳喂养到一岁，但有些人感染了HIV，而有些人没有。 这项新的研究表明，具有较高的传播前ADCC和暴露于更多的ADCC易感毒株的婴儿不太可能感染HIV-1。这意味着消除传播的努力将需要既改善高危人群的ADCC反应，又考虑到最有可能传播这种病毒的感染者体内循环的HIV毒株的ADCC敏感性。 5.Nat Commun：在HIV-1治疗后控制者中，短暂的病毒暴露驱动体液免疫反应 doi:10.1038/s41467-022-29511-1 极少数的HIV-1感染者被称为“治疗后控制者（post-treatment controller, PTC）”，他们在中断所有抗逆转录病毒治疗后能够控制他们体内的感染。了解支配他们免疫反应的基本机制对于开发HIV-1疫苗和实现缓解的新型治疗策略都是至关重要的。在一项新的研究中，来自法国多家研究机构的研究人员探究了一些观察到短暂的病毒活动的治疗后控制者的体液免疫反应---也被称为抗体介导的免疫反应。他们发现这些治疗后控制者的体液免疫反应既有效又强劲，这可能有助于在没有治疗的情况下控制HIV-1感染。相关研究结果于2022年4月11日发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Transient viral exposure drives functionally-coordinated humoral immune responses in HIV-1 post-treatment controllers”。论文通讯作者为巴斯德研究所体液免疫学实验室主任Hugo Mouquet博士。 在HIV-1感染者中，有很小一部分人在接受早期治疗并维持数年后，当他们的治疗被中断时，有能力长期控制这种病毒。然而，这种控制的机制还没有被完全阐明。 这些作者对治疗后控制者进行了详尽的研究，以便与治疗后非控制者相比，描述他们的体液免疫反应（即他们产生的B细胞和特定抗体）。他们发现体液免疫反应的情况根据在受试者身上观察到的病毒活动而有所不同。 在经历短暂的病毒活动的治疗后控制者中，这种病毒在中断治疗后恢复了低水平的活动，短暂暴露于病毒抗原会诱发（1）强烈的抗HIV-1体液免疫反应，包括更频繁地干预HIV-1包膜特异性记忆B细胞；（2）产生具有交叉中和作用的抗体，具有“效应”抗病毒活性，先天免疫细胞识别与这些抗体结合的受感染细胞，从而促使它们被清除；（3）血液中非典型记忆B细胞和活化辅助性T细胞亚群的增加。 这种特异性的、多功能的、强劲的体液免疫反应可以帮助在没有治疗的情况下控制感染。然而，其他在治疗中断后HIV-1仍持续检测不到的治疗后控制者没有形成强烈的体液免疫反应。这些作者继续对这些患者的控制机制进行调查。 6.Nature：科学家发现抗HIV-1抗体治疗可抑制病毒感染 doi:10.1038/s41586-022-04597-1 HIV-1感染仍然是一个无法治愈的公共卫生问题。抗逆转录病毒疗法（ART）在抑制病毒复制和预防疾病进展方面非常有效，但由于潜伏前病毒库稳定地整合到CD4 T细胞基因组中，因此需要终身药物管理。在没有抗逆转录病毒治疗的情况下，向人类施用抗HIV-1广泛中和抗体（bNAbs）是安全的，并且能够有效地预防感染，降低病毒血症和维持抗体敏感病毒的病毒抑制。有人提出，广泛中和抗体可以作为ART的辅助药物，或作为旨在诱导长期无ARTHIV-1缓解的独立维持治疗。近日，洛克菲勒大学的研究学者们在Nature上发表了一篇题为“Prolonged viral suppression with anti-HIV-1 antibody therapy”的学术论文，评估了重复bNAb联合治疗维持长期病毒抑制的有效性及其对HIV感染者潜伏病毒库的大小和组成的影响。 在本研究中，研究人员进行了一项临床研究，其中HIV感染者在存在或不存在ART的情况下，在20周内接受了七剂两种广泛中和抗体3BNC117和10-1074的组合，对其安全性、耐受性和抗病毒活性进行了研究。 研究发现，3BNC117和10-1074的药代动力学特征在病毒抑制期间与同时存在的抗逆转录病毒药物无关，并且在20周内多次给药后不会改变。在没有预先筛查抗体敏感性的情况下，17名（76%）可评估的1组受试者中有13名在ART停用后至少20周内保持病毒抑制。在第20周后仍然受到抑制的个体中，反弹时3BNC117和10-1074的平均血清浓度分别为3.5和28.3μg·ml−1。为了检查病毒单克隆抗体敏感性测试对病毒反弹时间的潜在影响，研究人员对储库和血浆反弹病毒进行了事后分析。研究发现，事后敏感性分析并不能预测病毒反弹的时间。在病毒被抑制20周以上的个体中，当其中一种抗体的血清浓度达到10μg·ml−1以下时，会出现反弹的病毒血症。在接受所有七个抗体剂量的人中，有两个人在一年后保持了抑制。抗体治疗6个月后进行的储库分析显示完整的前病毒储库的大小和组成发生了变化。相比之下，这些人的缺陷库没有明显的减少。 7.Nature子刊：利用高通量液滴微流控技术对来自接受ART药物治疗的HIV感染者的HIV前病毒及其宿主整合位点进行测序 doi:10.1038/s41551-022-00864-8 人类免疫缺陷病毒（HIV）的感染是通过将它的基因组整合到受感染的宿主细胞中，进入可逆的潜伏状态，从而逃避抗逆转录病毒治疗（ART）。在单个细胞中对HIV前病毒（provirus，即病毒基因组整合进宿主细胞DNA的HIV）和相邻的宿主DNA连接（DNA junctions）进行测序的能力可以突出它的作用机制和在受感染细胞中的持久性。然而，由于背景人类DNA的数量高出1.5亿倍，这一实验很难进行。 在一项新的研究中，来自加州大学旧金山分校、华盛顿大学、美国国家卫生研究院和陈-扎克伯格生物中心的研究人员通过高通量微流控分析---对天然环境下的的HIV DNA进行基于液滴的全基因组扩增，展示了全长的HIV前病毒如何连接到HIV-宿主DNA连接。他们进行了PCR反应来标记含有HIV前病毒的液滴，对来自当时正在接受抑制性ART治疗的HIV感染者的受感染细胞进行测序和检测，以检测和测序成对的HIV前病毒基因组和整合位点。这项研究试图改善对持久受到HIV病毒感染的细胞库（下称HIV病毒库）的遗传分析。相关研究结果于2022年3月28日在线发表在Nature Biomedical Engineering期刊上，论文标题为“Droplet-microfluidics-assisted sequencing of HIV proviruses and their integration sites in cells from people on antiretroviral therapy”。 这项新的研究表明，与现有的PCR方法相比，这些作者开发的方法使得他们能够更有效地研究HIV前病毒。他们通过表征潜伏的HIV病毒库的特征，对体内的HIV遗传图谱进行了全面的分析，突出了HIV病毒库在HIV持续存在中的作用。现有的方法是具有挑战性的，因为稀缺性和缺乏明确的表面标志物来识别遭受HIV潜伏感染的细胞。他们利用所描述的SIP-Seq方法，提供了一种快速、经济和可扩展的过程，他们将它应用于接受ART治疗的感染者，以突出潜伏的HIV病毒库中存在的克隆扩增细胞（clonally expanded cells）。这一策略适用于所有HIV感染，也适用于其他在生命周期中具有整合状态的病毒性疾病。 8.Stem Cell Rep：科学家识别出对HIV耐受的免疫细胞的可持续来源 doi:10.1016/j.stemcr.2022.03.003 基因工程技术能让机体免疫细胞对HIV和SIV产生一定的耐受性，近日，一篇发表在国际杂志Stem Cell Reports上题为“Generation of SIV-resistant T cells and macrophages from nonhuman primate induced pluripotent stem cells with edited CCR5 locus”的研究报告中，来自威斯康星大学麦迪逊分校等机构的科学家们通过研究利用这种对HIV耐受的免疫细胞进行患者临床试验取得了非常可喜的成果，研究人员找到了从猴子机体中制造大量抗病毒免疫细胞的方法，其或能允许科学家们未来在临床前动物模型中进行这种免疫疗法的安全性和有效性试验，这项令人鼓舞的研究或许能帮助开发出治疗HIV感染的新型可替代策略。 Igor Slukvin等人建立了一种临床前模型，用于从猴子机体中产生并检测iPSC所衍生的工程化T细胞。利用名为CRISPR/Cas9的基因编辑工具，研究人员提出了编码特定蛋白CCR5的基因代码，CCR5对于HIV进入到宿主机体T细胞中非常重要，随后剔除了CCR5的猴子iPSCs就能转化为T细胞，但同时其也受到了SIV的挑战。让研究人员高兴地是，工程化的T细胞能被保护免于SIV的感染，而且携带完整CCR5的T细胞能很容易就被感染；接下来的实验结果表明，iPSC衍生的CCR5被剔除的T细胞或能在SIV感染的猴子体内存活且发挥功能，同时还能帮助控制甚至消除病毒感染。 综上，本文研究结果表明，研究人员开发了一种新型平台来帮助进一步在非人类灵长类动物模型中探索基于基因编辑的iPSCs是否能作为治疗HIV/AIDS的新型疗法。 9.Nat Commun：科学家发现HIV潜在药物靶点！ doi:10.1038/s41467-022-29346-w 人类免疫缺陷病毒（HIV）通过操纵宿主分子结构进行复制和传播。那些对病毒复制所必需的或可促进病毒复制的宿主蛋白和复合物被称为依赖性因子，而那些抑制病毒复制的宿主蛋白和复合物被称为限制因子。抑制依赖性因素的作用或增强限制性因素的活性可能会显著限制病毒的复制和传播，因此，这些因素可以作为治疗干预的靶标。迄今为止，科学家们已经筛选了上百个HIV宿主因子，描述了它们与病毒蛋白、核酸或核糖核蛋白复合物的直接相互作用。然而，这些宿主因子绝大多数尚未在原代细胞中得到功能验证。近日，发表在Nat Commun上的一篇题为“A functional map of HIV-host interactions in primary human T cells”的学术论文使用CRISPR-Cas9 RNPs在原代CD4 + T细胞中系统靶向了426个与HIV生命周期有关的基因，确定了它们对HIV复制的功能影响，同时进行深度测序，以量化每个扰动的等位基因敲除效率，监测HIV-1激发后7天内病毒感染情况。 研究人员在364个靶向基因中实现了有效的敲除（>50%的等位基因），并确定了86个改变HIV感染的候选宿主因子。这些因子中有47个通过独立供体中的多重基因编辑进行验证，包括23个具有限制性活性的因子。这23个限制因子在敲除时增加HIV复制，而62个基因产生依赖因子表型，减少敲除时HIV复制;一个基因PELO产生了依赖于供体的冲突表型。进一步研究发现，在候选依赖性因子中，细胞计数随着时间的推移而增加，与保护免受持续病毒感染的细胞病变效应一致。而限制因子敲除后细胞计数随时间推移而减少，与病毒感染增加和细胞死亡增加一致。没有表型但具有有效编辑的因子导致细胞计数随时间没有显着变化。基因编辑效率和HIV-1表型在独立供体中高度一致。在86个候选宿主因子中，40个先前与NCBI基因参考功能（GeneRIF）数据库中的HIV感染有关，而46个未曾报道过在HIV感染中的作用，且其中几个代表了潜在的药物靶点，为理解HIV生物学提供了许多新的途径。 10.Virol J：利用UV-LED灯可高度有效杀死冠状病毒和HIV doi:10.1186/s12985-022-01754-w 在一项新的研究中，来自加拿大多伦多大学士嘉堡校区的研究人员办公室和公共场所使用的灯泡可以用来消灭冠状病毒和HIV。他们利用可以在白光和有消毒作用的紫外线（UV）之间交替使用的UV-LED灯杀死了这两种病毒。相关研究结果近期发表在Virology Journal期刊上，论文标题为“A UV-LED module that is highly effective at inactivating human coronaviruses and HIV-1”。论文通讯作者、多伦多大学士嘉堡校区生物科学系助理教授Christina Guzzo说，通过廉价的改装，它们也可能用于许多标准的照明装置中，为公共场所带来“独特的吸引力”。 Guzzo说，“如果能够杀死这些孢子，那么就可以合理地说，我们应该能够杀死在环境中经常遇到的大多数病毒。”在紫外线照射的20秒内，这些孢子的生长下降了99%。 这些作者随后构建出含有冠状病毒或HIV的飞沫，以模拟人们在公共场合遇到病毒的典型方式，如咳嗽、打喷嚏和出血。然后将这些飞沫暴露在紫外线下，并放入培养物中，以观察是否有任何病毒保持活性。仅仅暴露30秒，这两种病毒的感染能力就下降了93%。
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    《2023年HIV研究进展第1期》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 发布时间：2023-02-01
    • 人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus, HIV），即艾滋病（AIDS，获得性免疫缺陷综合征）病毒，是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983年，HIV在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（lentivirus），属逆转录病毒的一种。HIV通过破坏人体的T淋巴细胞，进而阻断细胞免疫和体液免疫过程，导致免疫系统瘫痪，从而致使各种疾病在人体内蔓延，最终导致艾滋病。由于HIV的变异极其迅速，难以生产特异性疫苗，至今无有效治疗方法，对人类健康造成极大威胁。 自上世纪八十年代以来，艾滋病的流行已经夺去超过3400万人的生命。据世界卫生组织（WHO）统计，据估计，2017年，全世界有3690万人感染上HIV，其中仅59％的HIV感染者接受抗逆转录病毒疗法（ART）治疗。目前为止HIV仍然是全球最大的公共卫生挑战之一，因此急需深入研究HIV的功能，以帮助研究人员开发出可以有效对抗这种疾病的新疗法。为阻止病毒大量复制对免疫系统造成损害，HIV感染者需要每天甚至终身服用ART。虽然服用ART已被证明能有效抑制艾滋病发作，但这类药物价格昂贵、耗时耗力且副作用严重。人们急需找到治愈HIV感染的方法。 生物谷小编梳理了一下近期生物谷报道的HIV研究方面的新闻，供大家阅读。 1.PNAS：科学家发现开发新型HIV疗法的潜在细胞靶点 doi:10.1073/pnas.2217476120 HIV的基因表达受到了HIV转录激活子Tat、宿主转录因子和染色质重塑复合体的组合活性的调节。近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“The chaperone protein p32 stabilizes HIV-1 Tat and strengthens the p-TEFb/RNAPII/TAR complex promoting HIV transcription elongation”的研究报告中，来自佛罗里达大学等机构的科学家们通过研究发现了一种特殊蛋白，其似乎在帮助HIV在人类免疫细胞中复制过程中扮演着关键角色，这或许就提供了相关线索来揭示细胞机器如何促进病毒进行自我复制。 这种洞察力并不仅仅是科学上的好奇，名为p32的蛋白质或许有一天有望成为开发维持HIV休眠并使其无害的新型药物的潜在靶点，这或许有望最终从本质上治愈HIV感染所引起的AIDS。研究者Susana Valente表示，p32是拼图的一部分，本文研究为理解HIV的复杂性又增加了一个新的层面，我们需要识别出这些能帮助HIV自我复制的未知因素，最终有一些因素在未来或许能成为药物的作用靶点。 研究者Valente开始创造出了一种名为“阻断并锁定”（block and lock）的功能性治愈策略，这种方法能在不清除病毒的前提下阻断休眠细胞中HIV的再激活，从而就能将其锁定在静息状态下；这就是另一种名为Tat蛋白发挥作用的地方；Tat蛋白是一种调节性蛋白，其能增强病毒复制的细胞装配线从而能让其传播并感染更多的细胞，如果消除Tat蛋白的话，你或许就能将HIV锁定的一种永久性的休眠状态。如果没有Tat，机体就会拥有一种非常脆弱的病毒；p32还能与Tat相互作用并帮助稳定它，这就能让p32成为一种与Tat一样好的靶点，p32还能作为一种枢纽为与HIV复制相关的其它蛋白进行停靠，其能基本稳定整个复合体。 早年间，研究人员发现，从一种海洋海绵中分离出的天然分子—皮质抑素A（cortistatin A）具有破坏Tat活性的强大能力，其能促使HIV处于休眠状态，这项最新研究中，研究者还证实，皮质抑素A还能干扰Tat与p32之间的相互作用；“阻断并锁定”并不是清除HIV，病毒仍然会存在，研究者只是让其像无害的内源性逆转录病毒一样处于睡眠状态，而无害的内源性逆转录病毒在体内占到了8%的比例。这些逆转录病毒是机体古老的病毒片段，其已经整合到了人类机体的遗传代码中，但经过数千年的时间其已经变得毫无用处，就好像废品站中的一辆破旧汽车一样。 2.Nat Commun：原本抗病毒的APOBEC3蛋白竟促进HIV进入潜伏状态 doi:10.1038/s41467-022-35379-y 在分子水平上了解HIV潜伏对于消除这种导致免疫缺陷综合征（AIDS，俗称艾滋病）的病毒祸害的努力至关重要。潜伏感染细胞库（也成为HIV病毒库）---HIV以一种无声的待机模式隐藏并持续存在于受感染患者的体内---是抗逆转录病毒治疗（ART）从未消灭这种病毒的原因。简而言之，这些潜伏的HIV病毒库是治愈这种疾病的最大障碍。 如今，在一项新的研究中，来自加拿大渥太华大学和西安大略大学的研究人员描述了一个违反常规的发现，这是一个可能改变该领域游戏规则的发现。它有可能为HIV治愈研究指明前进的方向。他们的研究结果表明，一个长期以来被认为是纯粹抗病毒物质的宿主蛋白家族有时也帮助潜伏的HIV在患者体内找到安全港湾。相关研究结果于2023年1月10日发表在Nature Communications期刊上，论文标题为“Antiretroviral APOBEC3 cytidine deaminases alter HIV-1 provirus integration site profiles”。 在这个始于2016年的项目中，渥太华大学医学院病毒学者Marc-André Langlois博士和他的合作者使用前沿技术和测试方法，描述了一个名为APOBEC3的宿主编码蛋白家族的影响。这些蛋白拥有强效地让病毒DNA发生突变的能力，并限制HIV等逆转录病毒以及其他类型的病毒。但他们的最新发现表明，这些蛋白还可以在它们的传统的进化作用之外发挥另一种作用，而且并不总是对患者有利。 Langlois博士说，“我们展示了一种新的机制，通过这种机制，HIV可以成为潜伏病毒---它可以通过作用于旨在保护我们的宿主蛋白而成为潜伏病毒。但事实上，这些蛋白最终可以帮助这种病毒在体内保持隐蔽性。” 3.Nature：新研究揭示HIV感染的CD4 T细胞病毒库的HIV沉默和细胞存活特征 doi:10.1038/s41586-022-05556-6 在一项新的研究中，来自美国国家过敏与传染病研究所和加州大学旧金山分校等研究机构的研究人员开发出一种定制的微流控技术，能够直接在体外对HIV感染细胞进行无偏见的检测和基因表达分析。这种技术被称为通过核酸检测和测序对细胞进行聚焦探究（focused interrogation of cells by nucleic acid detection and sequencing, FIND-seq），在油包水液滴中分离出数百万个细胞，以便立即裂解，然后进行聚腺苷化RNA序列回收，再根据HIV DNA检测进行分选。这种方法从含有静止病毒的细胞中分离出整个转录组，不需要体外潜伏期逆转，从而捕捉到这些细胞在自然状态下的全转录组图谱。相关研究结果于2023年1月4日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“HIV silencing and cell survival signatures in infected T cell reservoirs”。 在这项新的研究中，这些作者利用FIND-seq在长期接受ART治疗的HIV感染者中分析含有HIV gag DNA---包括完整的病毒序列和有缺陷的病毒序列的HIV感染细胞库的一种标志物---的CD4记忆T细胞的宿主基因表达模式。他们的研究结果揭示了独特的转录组特征，有助于解释HIV感染的CD4 T细胞在病毒复制受到抑制的情况下仍能持续存在，突出了在HIV治愈方面取得进一步进展的重要机会。 这些作者发现接受ART治疗的HIV感染者血液中的含有HIV前病毒的CD4记忆T细胞（下称HIV-DNA+ CD4记忆T细胞）显示出六种转录组途径受到抑制，包括死亡受体信号传导、坏死信号传导和抗增殖的Gα12/13信号传导。此外，通过网络共表达分析确定的两组基因与HIV-DNA+ CD4记忆T细胞显著相关。这些基因（n = 145）仅占测量的转录组的0.81%，包括在HIV-DNA+ CD4记忆T细胞中较高的HIV转录负调控因子，在HIV-DNA+ CD4记忆T细胞中较低的HIV转录正调控因子，以及参与RNA处理、mRNA翻译负调控以及细胞状态和命运调控的其他基因。 4.Nature：新研究揭示HIV病毒库细胞如何抵抗人类免疫反应的消除 doi:10.1038/s41586-022-05538-8 感染后不久，HIV-1通过在体内形成病毒库（viral reservoir）---感染了HIV但不积极产生新病毒的细胞，从而建立起终身感染。抗逆转录病毒疗法（ART）降低了血液中的HIV水平，但是一小部分感染这种病毒的细胞会无限期地存在，使HIV感染成为一种不治之症。那些能够在停止ART治疗后重新触发感染的细胞极其罕见，而且直到现在还没有被识别和表征。 在一项新的研究中，来自美国国家过敏与传染病研究所、拉根研究所和麻省总医院的研究人员报告了允许对单细胞进行多维表征（单细胞蛋白基因组分析）的新技术的应用，研究了直接从HIV-1感染者身上分离的HIV病毒库细胞。通过这种新的技术方法，他们发现了标志性的表面标志物，这可能解释了一些HIV病毒库细胞如何能够长期存在并抵抗宿主的免疫反应。这一发现可能为未来治愈HIV感染的策略提供参考。相关研究结果于2023年1月4日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Phenotypic signatures of immune selection in HIV-1 reservoir cells”。 论文通讯作者、哈佛医学院医学教授Mathias Lichterfeld博士说，“高通量单细胞测序如今使我们能够精确地研究极少数受感染细胞的表面特征，尽管接受了ART治疗，这些细胞仍能终身存在，并且在停止治疗后会促进HIV反弹。有了这些知识，我们就能了解它们的易感性和脆弱性，并能开发出靶向这些细胞的定制免疫反应。” 5.The Lancet HIV：终身抗逆转录病毒疗法或能阻断HIV的母婴传播风险 doi:10.1016/S2352-3018(22)00289-2 联合国艾滋病规划署（UNAIDS）估计坦桑尼亚的HIV垂直传播率较高，高达11%，尽管感染HIV的孕妇对抗逆转录病毒疗法的接受率为84%。近日，一篇发表在国际杂志The Lancet HIV上题为“Vertical HIV transmission within 18 months postpartum among women on lifelong antiretroviral therapy for HIV in Dar es Salaam, Tanzania: a prospective cohort study”的研究报告中，来自瑞典卡罗琳学院等机构的科学家们通过研究发现，抗病毒药物几乎完全降低了母亲将HIV病毒传播给后代的风险，即使在坦桑尼亚这样一个HIV高发的低收入国家也是如此，这一研究发现或为实现WHO关于消除HIV母婴传播的目标带来了一定的希望。 据联合国艾滋病规划署估计，在坦桑尼亚的HIV阳性的母亲所生的孩子中，有11%的后代会在子宫内、分娩时或通过母乳感染HIV，但根据最新研究显示，这一数字很可能在现实中要低得多；文章中，研究人员对来自达累斯萨拉姆市超过1.3万名HIV阳性的孕妇进行分析，这些女性在2015-2017年间通过妇产科护理接受了抗病毒疗法，研究人员在其分娩对其进行了为期18个月的追踪，即当大多数女性停止母乳喂养时。当研究人员分析这些女性所生育的后代时，他们发现，在超过1.3万名孩子中，仅有159名孩子在1.5岁时感染了HIV，考虑到误差范围，这意味着其感染的风险仅有1.4%。 研究者表示，在孕晚期寻求护理或HIV晚期的女性中，其后代发生感染的风险会是两倍以上，相反，那些在怀孕时已经接受过HIV治疗的女性中，其后代发生感染的风险仅有0.9%。研究者Goodluck Willey Lyatuu说道，从原则上来讲，利用现代抗病毒药物能完全阻断HIV从母亲传播到后代机体中，但截止到目前为止，这一点在非洲HIV感染率较高的低收入国家中尚未得到证明。WHO的目标是消除HIV感染的母婴传播通道，自从2012年以来，科学家们提出了新的建议，包括所有感染HIV的孕妇都应该开始进行终身的抗病毒疗法，这或许就会让母婴之间感染的风险在资源匮乏的国家开始发生急剧下降的趋势。 然而，改进HIV的早期诊断，优化随后的措施并未年轻母亲提供专家支持依然很重要，这项研究或许存在一定的局限性，而这些挑战在第资源卫生系统中或许是非常典型的，比如不完整的随访和数据缺失，以及相关的风险因素（与HIV相关的污名化）很少或从未进行过常规调查。研究者表示，这是非洲发表的关于HIV母婴传播风险最大的一项队列研究，其中对婴儿的追踪调查直至其母乳喂养期结束。 6.Science：重大进展！首次通过在人体中接种疫苗诱导针对HIV的广泛中和抗体前体分子产生 doi:10.1126/science.add6502 人们通常认为为了使HIV疫苗广泛有效，它必须刺激人体产生能够中和一系列HIV病毒毒株的抗体，即广泛中和抗体（bnAb）。如今科学家们说，他们已经朝着这个方向迈出了重要的一步。 在一项新的初步研究中，来自美国国家过敏与传染病研究所、斯克里普斯研究所、弗雷德-哈金森癌症研究中心和华盛顿大学等研究机构的研究人员发现一种实验性HIV疫苗能够诱导产生针对HIV的bnAb抗体所必需的人体免疫系统反应。这是首次证实一种疫苗能够在人类身上做到这一点。相关研究结果发表在2022年12月2日的Science期刊上，论文标题为“Vaccination induces HIV broadly neutralizing antibody precursors in human”。 这项新的研究以48名健康成年人为研究对象，这些参与者接受了两剂实验性HIV疫苗或者两剂安慰剂（非活性物质）。在36名接种这种实验性HIV疫苗的参与者中，35人显示罕见的产生针对HIV的bnAb抗体前体分子的称为B细胞的免疫细胞大幅增加。这一成就是“概念上的证明”，表明一种疫苗有可能诱发这种反应。 这项新研究测试的一种实验性HIV疫苗被称为eOD-GT8 60mer。它是一种能引起免疫反应的工程化免疫原。它被设计用来刺激和扩大某些罕见的有潜力产生抗击HIV的bnAb抗体的B细胞。 在接受这种实验性HIV疫苗的36名志愿者中，没有任何安全问题。除了一个人之外，所有的人都表现出了这些作者寻找的免疫反应。McElrath和Kelley都说，这是一个必要的步骤。但是这只是一个复杂过程中的第一步。 7.Acta Pharmaceutica Sinica B: Rumbrins的生物合成及其对发现HIV抑制剂的启示 doi:10.1016/j.apsb.2022.02.005 近日，来自中国医学科学院与北京协和医学院的研究者们在Acta Pharmaceutica Sinica B杂志上发表了题为“Biosynthesis of rumbrins and inspiration for discovery of HIV inhibitors”的文章，该研究丰富了对真菌PKSS非常规起始单位的认识，并为基因组挖掘指导药物发现提供了一种新的策略。 研究自然界如何在基因水平上产生具有化学和生物多样性的天然化合物，为发现新的天然产物甚至其生物靶标提供了灵感。聚酮鲁布林是一种脂质过氧化生成和钙积累的抑制剂，它含有氯化的吡咯部分，这是真菌天然产品中罕见的化学特征。本研究通过异源表达、化学互补和同位素标记等手段，鉴定了牛膝DSM3193的生物合成基因簇(BGC)rum 1及其异构体12E-umbrin，并阐明了它们的生物合成途径。 研究者发现Rumbrins是由一个高度还原的聚酮合成酶(HRPKS)组装而成的，它独特地结合了一个由脯氨酸衍生的吡咯基CoA存储单元，然后经过甲基化和氯化。序列前体引导的生物合成能够产生一组伦布林类似物。值得注意的是，受人类免疫缺陷病毒(HIV)-Nef相关基因在RUM簇中存在的启发，研究者预测并在药理学上证明了Rumbrins将在纳摩尔水平上成为HIV的有效抑制剂。 8.Cell Rep：新发现！HIV感染或会在体内细胞中留下长期的记忆！ doi:10.1016/j.celrep.2022.111674 尽管抗逆转录病毒疗法已经使得HIV感染成为了一种可控的疾病，但HIV感染者经常会遭受慢性炎症的困扰，这或许就会增加其患诸如心血管疾病和神经认知功能障碍等疾病的风险，从而影响其寿命和生活质量。近日，一篇发表在国际杂志Cell Reports上题为“Extracellular vesicles carrying HIV-1 Nef induce long-term hyperreactivity of myeloid cells”的研究报告中，来自乔治华盛顿大学等机构的科学家们通过研究解释了HIV感染者机体发生慢性感染的原因，以及对机体HIV的抑制甚至剔除或许无法解决这些问题。 这项研究中，研究者解释了特殊的HIV蛋白如何以一种引起宿主机体免疫细胞对其它病原体过度反应的方式来永久性地改变宿主机体的免疫细胞，当这种蛋白质被引入到免疫细胞中时，细胞中与炎症相关的基因就会被开启表达，即使当HIV蛋白不在细胞中存在时，这些促炎性基因也会持续表达；研究者表示，这种原始HIV感染的“免疫学记忆”或许就是HIV感染者更容易受到长期炎症影响的原因了，这会增加其患心血管疾病和其它并发症的风险。 研究者Michael Bukrinsky教授说道，这项研究强调了临床医生和患者认识到到抑制甚至消除HIV并不会消除其出现危险疾病或并发症风险的重要性；患者和其一生仍然应该讨论如何减少其机体的炎症反应，而研究人员也应该继续深入研究寻找潜在的治疗性靶点来帮助减少HIV感染患者的机体炎症和并发症风险。 9.Nat Microbiol：识别出隐秘的HIV躲避宿主机体免疫力和药物靶向作用背后的分子机制 doi:10.1038/s41564-022-01264-z 当病毒进入细胞并开始反转录后，未能发生整合的HIV-1前病毒就会被表观遗传化沉默，但其背后的机制，研究人员并不清楚；近日，一篇发表在国家杂志Nature Microbiology上题为“Epigenetic silencing by the SMC5/6 complex mediates HIV-1 latency”的研究报告中，来自杜克大学等机构的科学家们通过研究发现，一种可能发生进化并帮助抵御感染的机体免疫反应似乎是驱动HIV进入潜伏状态的分子机制，其潜伏在细胞中是为了重新爆发；相关研究结果或为研究人员提供了线索来揭示到底是什么样的过程能使得HIV特别隐蔽，但同时又在其它病毒感染过程中扮演着关键角色。 研究者Bryan R. Cullen博士说道，HIV感染被证明是无法治愈的，因为有少量潜伏的HIV感染的T细胞并不会被抗病毒药物和机体免疫反应所触及；这些细胞的寿命很长，且能自发地从潜伏状态出现，甚至在感染数年后才会开始产生HIV，因此患者必须终身服用抗逆转录病毒的药物。本文研究为研究者提供了重要的见解，并指出了名为SMC5/6的特殊蛋白复合体或许参与到了宿主细胞的染色体功能维持和修复过程中。 HIV进入机体后会感染免疫系统的CD4+ T细胞，随后会制造一个基因组长度的DNA分子，并整合到宿主细胞的染色体中，并在那里复制，且产生病毒RNAs和蛋白质。如果这种所谓的DNA前病毒被阻止整合到宿主细胞的DNA中（比如被一种阻断该过程的药物所阻止），那么其就无法制造出任何病毒RNAs和蛋白质，并会变得具有惰性，相反，能够进行整合的DNA前病毒通常能够驱动有成效的HIV感染。 研究者Cullen等人发现，在一小部分受感染的细胞中，SMC5/6蛋白复合体能够开启一种特殊过程，在DNA整合到宿主细胞染色体之前就沉默DNA前病毒，这些前病毒甚至在整合之后依然会保持惰性，并会导致潜伏感染，从而在促使其爆发为主动感染之前就一直处于较低态势。研究者指出，本文研究结果表明，潜伏的结果并不是来自于感染HIV的任何内在特性，而是来自于细胞先天性免疫反应的一个不幸的副作用，这种反应或许就是为了沉默外来入侵的外源DNA而进化来的。 10.Cell Rep：揭示HIV-1逃避宿主机体免疫系统攻击的新机制 doi:10.1016/j.celrep.2022.111624 近日，一篇发表在国际杂志Cell Reports上题为“HIV-1 Vpu restricts Fc-mediated effector functions in vivo”的研究报告中，来自蒙特利尔大学等机构的科学家们通过研究发现，用来研究非中和性抗体抵御HIV功效的病毒类型或许具有关键的作用。文章中，研究人员通过对人源化小鼠进行研究首次发现，病毒蛋白Vpu的表达对于促进受感染细胞躲避机体名为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC，antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity）的消除机制至关重要。 这一机制在科学文献中已经得到了很好的记录，其能被非中和性抗体用来摆脱被病毒所感染的细胞；为了开发一种能抵御HIV-1的新型疫苗，全球很多实验室都研究产生了相同类型的抗体来预防机体感染HIV。如今，全球有数百万人都感染了HIV-1，而且其机体中拥有非中和性抗体，尽管如此，这一疾病仍然未能被有效消除，如果这些抗体能变得有效的话，为何其没有正常发挥作用呢？ 研究者Finzi表示，我们观察到，在某些实验室的实验中所修饰的HIV-1并不会表达Vpu蛋白，然而，在自然发生的病毒中，该蛋白实际上在感染细胞中扮演着保镖的角色，一旦其表达的话就会允许自我复制，并通过躲避宿主机体免疫系统的监视来更好地保护自己。事实上，研究者发现，通过在受感染的细胞中表达Vpu蛋白，非中和性抗体或许就在体内很难识别这些细胞，因此，这些细胞就选择了躲避ADCC的反应。 随后研究人员通过对接受非中和性抗体的人源化小鼠进行研究证实了这一观察，相比被自然发生的病毒感染的动物而言，仅被Vpu未表达的病毒所感染的动物观察到了机体病毒载量的下降，这一观察结果与研究人员此前进行的研究得到了相互印证。早在2013年，研究者Andrés Finzi等人就通过研究发现，受感染的细胞能被保护免于ADCC反应，因为病毒的包膜在Vpu和蛋白质Nef（第二个保镖）的作用下会保持封闭状态，而在完全封闭的情况下，受感染的细胞并不会被附近的抗体所发现。 11.Nat Med：治疗性HIV疫苗取得令人可喜的研究成果 doi:10.1038/s41591-022-02060-2 HIVACAT T细胞免疫原（HTI）是一种新型的人类免疫缺陷病毒（HIV）疫苗免疫原，其旨在引起针对与人类机体病毒控制相关的HIV靶点的细胞免疫反应。近日，一篇发表在国际杂志Nature Medicine上题为“Safety, immunogenicity and effect on viral rebound of HTI vaccines in early treated HIV-1 infection: a randomized, placebo-controlled phase 1 trial”的研究报告中，来自牛津大学等机构的科学家们通过进行一项I/Iia期临床试验，结果表明，当抗逆转录病毒疗法（ART）暂时停止时，T细胞治疗性HIV疫苗或许与机体对病毒反弹更好地控制有关。 通过进行AELIX-002研究，研究人员报告说，在没有任何与自发性HIV控制相关的遗传背景下，五分之二的参与者都能在为期6个月的ART疗法暂停监督下不接受ART疗法。本文中，由AELIX公司所开发的疫苗能利用DNA载体、改良的疫苗病毒Ankara（MVA）载体和模拟的腺病毒载体ChAdOx1的组合来提供HIVACAT T细胞免疫原。 研究者Tomáš Hanke表示，这一研究结果或能促进机体对HIV的主动免疫变为可能，从而也能减缓HIV的复制，并能为HIV感染者提供一个治疗假期的窗口，从而最终实现HIV的治愈。T细胞/T细胞疫苗很有可能在治愈HIV的最终方案中发挥重要的作用，当然或许还有其它针对疑难疾病的先进疗法。研究者指出，在中断抗逆转录病毒治疗前，参与者接受了多轮的疫苗接种，并每周进行机体病毒载量的监测。 在招募到研究中的45名参与者中，有41名参与者达到了治疗中断阶段，其中26人接受了疫苗接种，15人在双盲试验设计下接受了安慰剂治疗，在研究结束前，患者和研究人员都不清楚病人是如何进行分配的。在那些没有保护性基因型的人群中，有8名疫苗接种者能不接受抗逆转录病毒疗法的治疗，而除了一名安慰剂组的参与者外，所有参与者都必须在6个月的治疗中断期结束前重新开始进行治疗。
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