《Circulation:新研究揭示HIV感染如何增加心源性猝死风险》

  • 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:2019-12-16
  • 根据美国疾病控制预防中心(CDC)的数据,在美国大约有110万人感染了HIV。抗逆转录病毒疗法成功地延长了HIV感染者的寿命,这使得其他的慢性健康状况出现,包括最近记录的猝死人数上升。

    如今,在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学等研究机构的研究人员比较了来自感染HIV的男性和未感染HIV的男性的医学信息和心电图(ECG)数据,并报道在感染HIV的男性中,心跳之间的电“重置”时间段(称为QT间期)存在更多的变异性,这可能会导致心源性猝死(sudden cardiac death)的风险增加。相关研究结果近期发表在Circulation期刊上,论文标题为“HIV Infection is Associated with Variability in Ventricular Repolarization: The Multicenter AIDS Cohort Study (MACS)”。

    论文第一作者、约翰霍普金斯大学医学院医学生Amir Heravi说,“就目前而言,向患者和治疗提供者传达的信息是,尽早治疗和使用抗逆转录病毒疗法控制HIV感染、坚持治疗并继续监测病毒水平仍然是最重要的。此外,人们应该通过遵循健康的饮食习惯、保持健身活动、戒烟和治疗糖尿病来减少传统的心血管疾病危险因素,以弥补HIV对心脏的任何额外的负担。”

    这些研究人员表示,如果进一步的研究证实并扩展了他们的发现,医生也许最终能够使用这种测量心脏中的这种不稳定的电活动的方法来更准确地评估一个人发生心源性猝死的风险,并确定有望限制或阻止这种风险的干预措施。

    根据Heravi的说法,2012年,在旧金山湾地区的一家艾滋病诊所首次记录了HIV感染者的心源性猝死的显著增加,但是这种增加的生物学根源仍不清楚。为了了解更多信息,这些研究人员使用了从美国国家卫生研究院(NIH)多中心艾滋病队列研究(Multicenter AIDS Cohort Study, MACS)中收集的数据,MACS研究持续了30年,追踪了美国四个城市的同性恋者和双性恋者的健康状况。具体来说,他们着重关注从534名未感染HIV的男性和589名感染HIV的男性中收集的医疗信息,在这些HIV感染者中,83%的人因接受抗逆转录病毒药物治疗而使得其血液中具有检测不到的HIV病毒水平。约有61%的人自称白人,25%为非裔美国人,14%为西班牙裔或“其他族裔”。参与者的平均年龄为57岁,这些HIV感染者已接受治疗大约13年。

    每个参与者都佩戴便携式心电图 “贴片(patch)”设备,以连续测量心律。这些研究人员在3~4天内分析了当驱动心律的电信号未发出时,关于心跳间隔的数据。在这个称为QT间期的电弛豫阶段中,心脏正准备为新的心跳发送另一个脉冲。每个人的每个心跳之间的QT间期的时间长度变化已得到充分记录,并且已知较大的变化会增加出现异常心律(有时甚至是致命心律)的风险。

    这些研究人员使用一种考虑心率和QT间期的计算方法来计算QT间期变异性(QT interval variability)。他们说,尽管尚未采用介于健康水平和不健康水平之间的通用阈值,但是人们普遍认为更高的变异性会转化为更多的心脏病和更高的风险。他们发现,与未感染HIV的男性相比,感染上HIV的男性的QT间期变异性更大,比其预期的心率变异性数值大0.077。此外,他们发现,这种变异性还与每个男性血液中的HIV病毒水平有关。相比于未感染HIV的男性,感染HIV但具有未检测到的HIV病毒水平的男性的平均QT间期变异性数值要高出0.064,而具有较高HIV病毒水平的男性的平均QT间期变异性要高出0.150。

    在这个较短的研究时间内,没有参与者经历过心源性猝死。论文共同作者、约翰霍普金斯大学医学院医学副教授Katherine Wu博士说,“据我们所知,我们的研究探究了在比任何其他研究都要长的时间里测量的QT间期数据。这要归功于新型便携式心电图贴片设备的可用性,我们如今能够记录和分析心跳足够长的时间,以检测这些与HIV感染有关的变化。”

    接下来,这些研究人员以多种方式对一些信息进行了比较,这些信息可能表明相比于心血管疾病的其他风险因素(比如高血压、阿片类药物使用、高胆固醇水平、肥胖、吸烟和糖尿病),HIV感染与QT间变异性之间存在的关联性到底有多强。他们说,总体而言,这些数据表明感染HIV的男性心脏中异常电弛豫的程度相当于血液中具有未检测到的HIV病毒水平的男性在8年后的水平,也相当于感染HIV的血液中具有可检测到HIV病毒水平的人在近20年后的水平。

    论文通讯作者、约翰霍普金斯大学医学院医学教授Wendy Post博士说,“除了糖尿病之外,相比于这项研究中涉及的任何其他的风险因素,携带可检测到的HIV病毒水平对QT间期变异产生更大的影响。”

    另外,这些研究人员从这些参与者那里收集了血液样本,并分析这些样本中已知的炎症分子。他们发现与未感染HIV的男性相比,感染HIV的男性的炎症标志物IL-6水平高出14%和sCD163水平高出22%。他们发现这些较高的炎症水平还与更高的QT间期变异性和心律失常风险相关。他们说,由于已知感染HIV的男性具有更高的炎症水平,这一发现可能解释了HIV感染与心脏的电传导系统之间的关联性。

    Heravi说:“HIV让人们处于一种慢性炎症加剧的状态,这可能是导致心脏容易出现异常节律的一个主要原因。但是,炎症仅能部分解释我们的发现,而且我们的结果显示即使在调整了炎症的影响后,HIV感染仍然与更高的QT间期变异性相关。我们认为这可能是这种病毒和人体通过炎症对它作出的反应的结合最终导致心源性猝死的风险增加。”

  • 原文来源:https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCULATIONAHA.119.043042
相关报告
  • 《Science子刊详解!新研究揭示汽车内气流如何影响COVID-19传播风险》

    • 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:2020-12-11
    • 一项关于汽车乘客车厢内气流模式的新研究,为可能降低与他人一起乘车时的COVID-19传播风险提供了一些建议。这项研究由来自美国布朗大学和马萨诸塞大学的研究人员开展,他们使用计算机模型模拟了一辆小型汽车在各种车窗打开或关闭组合下的内部气流。模拟结果显示,打开车窗---越多车窗打开越好--产生的气流模式,大大降低了司机和单个乘客之间交换的空气颗粒浓度。他们发现,最大量开启汽车的通风系统并不能像打开几扇车窗那样好地让空气流通。相关研究结果于2020年12月4日在线发表在Science Advances期刊上,论文标题为“Airflows inside passenger cars and implications for airborne disease transmission”。 论文共同第一作者、布朗大学工程学院研究生Asimanshu Das说,“根据我们的计算机模拟,关着车窗开着空调或暖气开车绝对是最糟糕的情况。我们发现的最佳方案是让所有四扇车窗都打开,但即使有一两扇车窗打开,也比全部关闭要好得多。” Das与论文通讯作者兼论文共同第一作者、布朗大学前博士后研究员Varghese Mathai共同领导了这项研究。Mathai如今是马萨诸塞大学阿默斯特分校物理学助理教授。 这些研究人员强调,没有办法完全消除风险---当然,目前美国疾病控制中心(CDC)的指导意见指出,推迟旅行和待在家里是保护个人和社区健康的最佳方式。这项研究的目标只是研究汽车内气流的变化如何恶化或降低病原体传播的风险。 这项研究中使用的计算机模型模拟了一辆汽车,大致以丰田普锐斯为基础,汽车内有两个人:一名司机和一名乘客坐在司机对面的后座上。这些研究人员之所以选择这种座位安排,是因为它最大限度地增加了这两个人之间的物理距离(尽管仍然小于CDC推荐的6英尺)。这些模型模拟了以每小时50英里的速度移动的汽车周围和内部的气流,以及来自司机和乘客的气溶胶的移动和浓度。气溶胶是微小的颗粒,可以在空气中停留很长时间。它们被认为是SARS-CoV-2病毒传播的一种方式,特别是在封闭的空间里。 开车窗在降低气溶胶传播方面效果较好的部分原因是,它增加了汽车内的每小时换气次数(air change per hour, ACH),有助于降低气溶胶的整体浓度。但是,这些研究人员表示,ACH只是故事的一部分。这项研究表明,不同的开窗组合在汽车内产生了不同的气流,从而可以增加或减少对残留气溶胶的暴露。 由于空气流过汽车外部的方式,后车窗附近的气压往往高于前车窗的气压。因此,空气往往从后车窗进入车内,从前车窗排出。在所有车窗都打开的情况下,这种趋势会在车厢两侧形成两个或多或少的独立气流。鉴于模拟中的乘客都坐在车厢的对面,因此最终在司机和乘客之间传递的颗粒非常少。由于汽车内的平均气流是从后向前流动的,因此在这种情况下,司机的风险比乘客略高,但与其他任何情况相比,这两人经历的颗粒转移都大大降低。 对部分而非全部车窗关闭的情景进行的模拟得出了一些可能违反直觉的结果。例如,人们可能认为打开汽车上每个人旁边的车窗可能是减少暴露的最简单方法。这些模拟发现,虽然这种配置比完全没有车窗好,但与打开每个人对面的车窗相比,这会产生更高的暴露风险。 论文资深作者、布朗大学工程教授Kenny Breuer说,“当与汽车上每个人相对的车窗打开时,汽车上形成的一股气流从司机身后进入汽车,扫过乘客身后的车厢,然后从乘客侧的前车窗出去。这种模式有助于减少司机和乘客之间的交叉污染。” 这些研究人员表示,需要注意的是,气流调整并不能代替乘员在汽车内时都戴上口罩。而且这些研究结果仅限于可能含有病原体的残留气溶胶的潜在暴露。这项研究没有模拟较大的呼吸道飞沫或实际被这种病毒感染的风险。 不过,这些研究人员表示,这项研究为汽车乘客车厢内的空气循环模式提供了有价值的新见解,而这一点此前很少受到关注。 Breuer说,“这是我们所知道的第一项真正研究汽车内部微气候的研究。曾经有一些研究,探究了外部污染物进入汽车的程度,或者香烟烟雾在汽车内停留多长时间。但是,这是第一次有人详细研究气流模式。” 这项研究是由在布朗大学成立的COVID-19研究小组开展的,该研究小组旨在收集该校各方面的专业知识,以应对这次疫情的各个方面。这个研究小组是由这项研究的论文共同作者、布朗大学病理学与实验室医学副教授Jeffrey Bailey领导的。Bailey对这项研究进展如此之快印象深刻,Mathai建议在布朗大学的实验室研究因疫情暂停时进行计算机模拟。 Bailey说,“这真地是一个很好的例子,说明不同的学科如何快速地聚集在一起,并产生有价值的发现。我和Kenny简短地谈了一下这个想法,在三四天内,他的团队已经在做一些初步的测试。这就是在布朗大学这样的地方的伟大之处,人们渴望跨学科合作和工作。”
  • 《Immunity:新研究揭示在人体遭受感染后,HIV病毒库的建立时间比预期的要早》

    • 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:2023-03-13
    • 在一项新的研究中,来自加拿大蒙特利尔大学的研究人员首次在人类身上发现,早在感染的最初几天,HIV就能够建立病毒库,而且在抗逆转录病毒治疗期间,它将隐藏在病毒库中并持续存在。相关研究结果近期发表在Immunity期刊上,论文标题为“HIV rapidly targets a diverse pool of CD4+ T cells to establish productive and latent infections”。 在此之前,科学界还不知道HIV病毒库---它的存在是治愈HIV感染的一个主要障碍---究竟是何时或如何在人体中建立的。 在这项新的研究中,蒙特利尔大学CHUM研究中心研究员Nicolas Chomont教授及其研究团队发现,一小部分HIV病毒在感染的最初几周(急性期)整合到CD4+T细胞的基因组中,但不在那里复制。因此,它躲过了迄今为止最快的用于检测活跃的病毒复制的诊断工具的注意。CD4+T细胞是HIV的主要目标。它们是负责激活人体抗体感染的免疫防御的白细胞。 Chomont说,“在我们实验室开发的一种分析技术的帮助下,我们能够观察在感染的最初阶段收集的人类样本中被HIV病毒感染的T细胞并进行计数。我们成功地通过测序检测到了这种病毒的存在,即使它隐藏在没有参与病毒复制的T细胞中。” 为了研究HIV传播的这些初始阶段,论文第一作者、Chomont实验室前博士后学生Pierre Gantner获得了泰国美国军方艾滋病研究项目第一个急性感染队列中25人的血液和腹股沟淋巴结组织样本。 这个队列,即RV254/SEARCH010,是在10多年前与泰国红十字会艾滋病研究中心合作启动的,已经招募了近800名志愿者。自启动以来,Chomont和他的团队一直与泰国的同事们紧密合作。 绘制受感染细胞的类型图谱 通过他们的分析技术,这些作者成功地计算了在感染的急性期被HIV感染的CD4+T细胞。这些被感染的T细胞在不到七天的时间里从每百万个CD4+T细胞中的10个增加到1000个,从而显示出HIV传播的极端速度。他们还观察到,在感染的头几周,这些被HIV靶向入侵的T细胞的特征迅速变化,并根据它们是位于血液还是淋巴结而有所不同。 Chomont说,“比如,我们注意到,在感染的急性阶段,很少有滤泡辅助T细胞(T follicular helper cell, Tfh)被HIV感染。由于它们在病毒复制中起着至关重要的作用,科学界认为它们是首先被感染的。事实上,在疾病的慢性阶段,也就是感染后的两个月左右,我们统计到了更多的[被感染的Tfh]。在这一点上,它们正在积极促进这种疾病的进展。” 在此之前,这些类型的研究都是在动物模型上进行的。因此,这是第一次如此精确地描述人类HIV感染的早期阶段。 让HIV病毒库去稳定 致力于研究HIV的全球研究的很大一部分集中在如何重新激活潜伏在病毒库中的HIV,以便中和它。 Chomont说,“我们越早开始抗逆转录病毒治疗,我们就越能防止病毒复制,就越能限制病毒库的规模。我们在2020年就已证实了这一点。然而,似乎很清楚的是,早期的抗逆转录病毒治疗应该与另一种治疗方法相结合,以迫使这种病毒离开其藏身之处,因为在确诊时,潜伏的病毒库就已在HIV感染者中建立起来。” 通过与来自美国的科学家们合作,Chomont团队目前正在评估这种在急性HIV感染阶段进行的治疗是否能阻止病毒库的建立。 参考资料: Pierre Gantner et al. HIV rapidly targets a diverse pool of CD4+ T cells to establish productive and latent infections. Immunity, 2023, doi:10.1016/j.immuni.2023.01.030.