《Nature:科学家发现抗HIV-1抗体治疗可抑制病毒感染》

  • 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:2022-04-19
  • 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。

    这些数据表明,抗体给药会影响HIV-1储库,但还需要更多更大规模和更长时间的研究来确定抗体免疫疗法对储库的确切影响。

    参考文献:Gaebler, C., Nogueira, L., Stoffel, E. et al. Prolonged viral suppression with anti-HIV-1 antibody therapy. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04597-1

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/da13e244946c.html
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    • 编译者:hujm
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    • 人体中有一类胞嘧啶脱氨酶家族名叫APOBEC3(载脂蛋白B mRNA编辑酶催化亚基3)。目前这个家族中有七个成员。它们在抗病毒的天然免疫中起重要作用,如在人体感染HIV-1等逆转录病毒时可以使病毒单链DNA的碱基脱氨基产生突变,从而抑制逆转录病毒复制[1]。   然而,这类酶也可以在宿主的基因组中发挥脱氨基作用,使TCW(W= A或T)基序中的C转换T或者G,即发生APOBEC3诱导的突变。随着测序技术的发展,科学家们发现APOBEC3引发的突变在人类癌症中广泛存在,并且多与癌症的恶性进展有关[2]。   但迄今为止APOBEC3诱发的突变与癌症相关性的研究证据多基于对测序结果的分析,缺少直接的因果实验来说明APOBEC3家族成员们在癌症中的具体作用。因此,更直接的实验证据对了解单个APOBEC3蛋白在体内如何诱发突变并促进癌症恶化十分重要,并有可能成为癌症治疗的潜在靶点。   近日,来自美国威尔康奈尔医学院的Bishoy M. Faltas教授团队在癌症领域的著名期刊Cancer Research发表最新研究[3],他们利用转基因小鼠模型,开创性地发现人APOBEC3G可显著增加肿瘤细胞突变的数量,促进了膀胱肿瘤的异质性并加速了小鼠死亡。 与人类相比,小鼠只有一个Apobec3(mA3)基因。因此,敲除小鼠Apobec3后可为研究人的单个APOBEC3蛋白功能提供了一个很好的模型。在本研究中,Faltas团队在敲除了Apobec3基因的小鼠体内转入人APOBEC3G(hA3G)基因,从而构建出能稳定表达人APOBEC3G的转基因小鼠模型(hA3G+mA3-/-)。   hA3G+mA3-/-小鼠的膀胱、肺和脾脏组织中均有APOBEC3G基因表达,SDS-PAGE蛋白质印迹实验也证实了APOBEC3G蛋白在膀胱组织中的表达。 考虑到单独的APOBEC3诱导突变并不足以引发肿瘤,Faltas团队使用化学致癌物BBN诱发肿瘤。在同样接受BBN处理后,与同窝对照mA3-/-小鼠(膀胱癌发生率52.6%)相比,hA3G+mA3-/-小鼠表现出更高的膀胱癌发生率(76%)和显著降低的存活率(P=0.007)。 Faltas团队通过全基因组测序进一步研究了APOBEC3G对肿瘤细胞突变的影响,他们发现与mA3-/-小鼠来源的肿瘤相比,hA3G+mA3-/-小鼠来源的肿瘤具有显著增高的突变负荷(P=0.04),基因组中包含了更多的APOBEC相关突变,并存在更长的基因片段缺失。   同时,western blotting、荧光标记等多种方法也证实了APOBEC3G的核定位。由于核定位是诱导突变的先决条件,因此APOEBC3G的核定位也从另一个侧面为其诱导突变的作用提供了证据。   为了验证APOBEC3G诱导的突变和基因组拷贝数改变是导致肿瘤异质性的关键因素,Faltas团队首先使用两种不同的计算方法EXPANDS和Pyclone-vi分别量化了每个肿瘤中克隆的数量和大小。发现与mA3-/-小鼠来源的肿瘤相比,hA3G+mA3-/-小鼠来源肿瘤中的克隆数量显著增加(P=0.001)。   随后,他们通过计算香农熵表征系统发育多样性,熵值越高代表多样性越高。与mA3-/-小鼠来源的肿瘤相比,hA3G+mA3-/-小鼠来源肿瘤的熵值显著升高(P=0.001),表明其具有更高的多样性。   Faltas团队基于希尔数对不同来源肿瘤的多样性分布进行比较,并通过一系列分析和计算,最终确认与mA3-/-小鼠来源的肿瘤相比,hA3G+mA3-/-小鼠来源的肿瘤具有显著增加的克隆多样性。也就是说,APOBEC3G确实是导致肿瘤克隆异质性的原因。 接下来,Faltas团队还对APOBEC3G诱导的突变特征进行了分析。结果表明, hA3G+mA3-/-小鼠来源肿瘤的三核苷酸突变谱与其对照mA3-/-小鼠具有显著差异(P=0.03)。具体表现为hA3G+mA3-/-小鼠来源肿瘤在CC基序中具有明显增加的C>T突变。   在与其同家族成员如APOBEC3A诱导的突变(通常为TCW基序中的C转换T或者G)进行比较后发现,APOBEC3G诱导的突变具有不同的突变特征,即在CCC、CCT和TCC基序中具有更高的C>T替换频率。 最后,为了进一步弄清APOBEC3G在人类癌症中的作用,Faltas团队分析了来自TCGA癌症数据库中,包括21种癌症类型的8292个患者肿瘤样本中APOBEC3G的mRNA表达量数据和突变特征。 他们发现APOBEC3G mRNA在所有癌症类型中都普遍表达,通过标准化计算后发现在弥漫性大B细胞淋巴瘤(DLBC)、尿路上皮膀胱癌(BLCA)和肾透明细胞癌(KIRC)中APOBEC3G的mRNA表达量最高。 由于免疫细胞中也会大量表达APOBEC3,Faltas团队通过CCLE数据库中的数据确定了在癌细胞系中APOBEC3G mRNA表达显著增加,排除了肿瘤浸润免疫细胞可能对APOBEC3G mRNA表达量产生的影响。 同时,他们对不同类型癌症的肿瘤样本中归因于APOBEC3G的突变数量进行了估计,发现15%的BLCA的肿瘤样本具有APOBEC3G相关突变特征。而且,CCC、CCT和TCC基序中的C>T的取代中位数与APOBEC3G mRNA表达量的中位数显著相关(R=0.49,P=0.02)。   为了了解APOBEC3G诱导的突变对临床结局的影响,Faltas团队在BLCA患者队列里筛选出具有APOBEC3G突变特征的亚组(CCC+CCT+TCC基序中C>T),以及其他APOBEC突变特征亚组(TCW基序中C>T)进行生存率分析。结果发现相比对照,APOBEC3G突变特征亚组的患者生存率显著降低(P=0.0009)。 总的来说,Faltas团队通过转基因小鼠模型的直接实验证据,以及TCGA数据库中人类癌症样本数据分析,发现APOBEC3G可促进癌细胞基因组发生突变,以增加癌症异质性,加速恶化过程。此研究结果为未来研发以APOBEC3G为靶点的癌症治疗方法提供了线索。   需要注意的是,作者指出,由于化学致癌物BBN对雄性小鼠作用更明显,所以本研究中仅使用雄性小鼠进行实验。APOBEC3G在膀胱癌中的作用是否具有性别特异性还需要进一步研究。此外,在小鼠上观察到的APOBEC3G的突变特征由于物种的差异,可能并不能完全代表其在人体中的突变特征。   参考文献: 1. Sheehy AM, Gaddis NC, Choi JD, et al. Isolation of a human gene that inhibits HIV-1 infection and is suppressed by the viral Vif protein[J]. Nature. 2002, 418(6898):646-50. 2. Roberts SA, Lawrence MS, Klimczak LJ, et al. An APOBEC cytidine deaminase mutagenesis pattern is widespread in human cancers[J]. Nat Genet. 2013, 45(9):970-6. 3. Liu W, Newhall KP, Khani F, et al. The cytidine deaminase APOBEC3G contributes to cancer mutagenesis and clonal evolution in bladder cancer[J]. Cancer Res. 2022, CAN-22-2912.
  • 《《自然》:抗HIV药物或能重启记忆之门!科学家发现,HIV病毒感染人体细胞的受体是记忆链接的关键,抗HIV药物或能改善记忆》

    • 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:2022-06-14
    • 有时候吃着饭,觉得没味道,想进厨房拿点调料,进了厨房,却又忽然忘记自己进来干嘛,只好返回原场景,通过熟悉的场景来帮助自己从头一步步回溯记忆,触发自己的记忆链接,才恍然想起自己刚刚究竟是要干嘛。大家是否都有过相似的经历呢? 尤其对于步入中老年的人们来说,此类事件的发生频率越来越高。一件事记得起开头,却不记得结尾,记忆容易出现片段化,努力的追溯,却只能闪现一点影子,而抓不住全貌,记性随着年龄的增长越来越差似乎是不可避免的。 为什么随着年龄的增长,我们的记性越来越片段化呢?是否有什么办法可以改善中老年人的记忆力呢? 近日,由加州大学洛杉矶分校的Alcino J. Silva和Miou Zhou领衔的研究团队,在《自然》上发表重要研究成果[1],有望解答上述问题。 他们发现,记忆之所以按照时间发生的顺序串联,而不会片段化,或者重叠地混在一起成为“一锅粥”,靠的竟然是HIV病毒感染免疫细胞的共辅助受体CCR5。 具体来说,大脑在接收到与记忆相关的情景刺激时,神经元会兴奋并形成记忆,但神经元不能一直兴奋下去。这些神经元会延迟12到24小时上调表达CCR5,CCR5会降低神经元兴奋性,关闭记忆链接。那么,CCR5延迟表达的这12到24个小时便为记忆链接的形成提供一个时间窗口。 然而,Silva团队发现CCR5表现出与年龄相关的上调,老年小鼠神经元会自发性增加表达CCR5及其配体CCL5,从而缩短甚至关闭记忆链接的时间窗口,这直接导致了老年小鼠的记忆链接障碍。 幸运的是,Silva团队还发现目前用于治疗HIV感染的CCR5拮抗剂——Maraviroc可以有效增强老年小鼠的记忆链接,提高记忆力。 该研究不仅为塑造记忆链接时间窗口的分子机制提供了新见解,还具有较大的临床意义。这提示我们,Maraviroc或许可以逆转与年龄相关的记忆力下降,用于改善老年人的记忆障碍,提出对老年痴呆症进行早期干预的新方法。 我们知道真实世界的记忆是在特定的环境中形成的,它们通常不是孤立的,而是通过链接串联在一起的[2]。 时间是记忆组织中的一个关键变量,按时间线获得的记忆会被链接起来,唤醒一个记忆就会自动串联到另一个记忆[3]。这样我们在回忆时,想起的就是有前有后、有因有果的一整片记忆,而不是相互间无关联的一个一个片段。 然而,随着年龄的增长,老年人的记忆力越来越差,记忆链接也越来越难以形成。而且不正常的记忆链接还与多种精神类疾病有关,如创伤后应激障碍症和精神分裂症[4,5]。然而,我们对调节记忆之间相互作用的机制还知之甚少。 作为趋化因子受体及HIV病毒感染免疫细胞的主要辅助受体,CCR5在免疫细胞迁移增殖和HIV感染方面已经被广泛研究[6,7]。然而,近几年越来越多的学者发现,CCR5的功能远不限于此,它在非免疫细胞上的表达可能有着更多超越免疫功能的作用。 例如,表达在神经元上的CCR5,被报道参与调控神经元动作电位产生及突触可塑性等[8]。而且早在2016年,Silva团队就注意到CCR5与记忆相关[9]。CCR5的表达会阻止记忆唤起,这可能也解释了艾滋病患者出现认知缺陷的原因。但是CCR5调节记忆形成的具体分子机制却不清楚。 为了搞清楚这个问题,Silva团队首先给予小鼠惊吓刺激,检测刺激后0到24小时间,小鼠海马CA1区CCR5的表达情况。他们发现,在正常生理情况下,小胶质细胞上CCR5的表达量比神经元高出3倍多。但是在惊吓刺激后,神经元上延迟高表达CCR5,约6到12小时达到最高峰,反超小胶质细胞2~3倍。 那么,神经元上延迟高表达的CCR5与记忆链接又有什么关系呢? Silva团队在小鼠接触A物体后,分别间隔5小时、1天、2天、7天,再让其接触B物体,之后再通过行为学检测小鼠对A、B两个物体间,形成记忆链接的情况。结果显示,小鼠的记忆链接能力在1天后明显减弱。 这恰恰与前面发现的CCR5的延迟表达相呼应。那么,是否CCR5在6到12小时表达达到高峰,开始逐渐抑制神经元的兴奋性。大约1天后,完全抑制神经元的兴奋性,彻底关闭了记忆链接的时间窗口呢? 随后,Silva团队使用特殊的基因工程小鼠,该小鼠在特殊的蓝光刺激下,可以在CA1区神经元高表达CCR5。此外,研究人员还利用脑立体定位仪定位注射腺相关病毒(AAV8-shC/shCCR5),来特异性阻断CA1区CCR5的表达。通过精确操控CA1区CCR5的高表达和低表达,来判定CCR5与小鼠记忆链接间的直接关系。 结果显示,CA1区CCR5直接影响小鼠记忆链接的窗口。CCR5是神经可塑性和记忆的强大抑制因子,增强CCR5表达会导致记忆缺陷,降低CCR5表达则会增强记忆链接。 更为关键的是,Silva团队比较了年轻小鼠和年老小鼠,CA1区CCR5受体及其配体CCL5的表达量。他们发现,老年小鼠CA1区的神经元特异性高表达CCR5和CCL5。相比较之下,小胶质细胞的这两个基因的表达量在两个年龄段间则没有明显区别。 Silva和他的同事猜测CCR5在神经元上的高表达与老年小鼠的记忆力下降相关。于是,通过脑立体定位仪向CA1区进行药物干预,他们选择了治疗艾滋病的CCR5拮抗剂——Maraviroc,该药物已于2007年获得美国FDA批准上市。 实验结果显示,Maraviroc可以抑制小鼠CA1区CCR5的活性,与敲除CCR5基因效果相同,均可以有效加强老年小鼠的记忆链接,提升记忆力。 总的来说,这项研究揭示了,在记忆形成后,神经元上CCR5的表达逐渐增加,关闭了记忆链接的时间窗口,从而分离了时间线上不同的记忆,降低了记忆间的链接。这为通过人为调控CCR5的表达来减缓中老年人记忆丧失提供了新方向。 期待研究人员尽快推进此项研究成果进入临床试验阶段,在人类中测试Maraviroc对改善记忆链接的作用。期待他们的好消息。 参考文献: [1] Shen, Y. J. et al. CCR5 closes the temporal window for memory linking. Nature (2022) [2] Cai, D. J. et al. A shared neural ensemble links distinct contextual memories encoded close in time. Nature 534, 115–118 (2016). [3] Rashid, A. J. et al. Competition between engrams influences fear memory formation and recall. Science 353, 383–387 (2016). [4] Jung, W. & Lee, S. H. Memory deficit in patients with schizophrenia and posttraumatic stress disorder: relational vs item-specific memory. Neuropsychiatr. Dis. Treat. 12, 1157–1166 (2016). [5] Avery, S. N. et al. Impaired relational memory in the early stage of psychosis. Schizophr. Res. 212, 113–120 (2019). [6] Shen, W. et al. Activation of the chemotactic peptide receptor FPRL1 in monocytes phosphorylates the chemokine receptor CCR5 and attenuates cell responses to selected chemokines. Biochem. Biophys. Res. Commun. 272, 276–283 (2000). [7] Shepherd, A. J., Loo, L. & Mohapatra, D. P. Chemokine co-receptor CCR5/CXCR4-dependent modulation of Kv2.1 channel confers acute neuroprotection to HIV-1 glycoprotein gp120 exposure. PLoS ONE 8, e76698 (2013). [8] Joy MT. Et.al. CCR5 Is a Therapeutic Target for Recovery after Stroke and Traumatic Brain Injury. Cell. 176(5):1143-1157 (2019) [9] Zhou W. et.al. CCR5 is a suppressor for cortical plasticity and hippocampal learning and memory. Elife. 5:e20985. (2016).