Nature:建立摧毀突變HIV的免疫軍隊(duì)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

將潛伏的HIV病毒從藏身之處引出,摧毀其對(duì)治療最后的頑強(qiáng)抵抗是根除HIV的終極目標(biāo),但近期對(duì)此做出的一些嘗試均以失敗告終。現(xiàn)在,由約翰霍普金斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究的結(jié)果揭示出了背后的原因,并提出了新的策略,這有可能為開發(fā)出一種治療性疫苗根除身體中留滯難去的病毒繪制出了一張藍(lán)圖。

這些發(fā)表在1月7日《自然》(Nature)雜志上的研究結(jié)果,表明病毒能夠通過突變來讓自己變得難以識(shí)別,使得自身即便被引誘出藏身之所也可避免遭到免疫系統(tǒng)的破壞,這阻礙了根除HIV的研究努力。該科研小組還進(jìn)而成功地培訓(xùn)了免疫系統(tǒng),在這樣的突變HIV病毒脫離休眠狀態(tài)后來識(shí)別、攻擊和抑制它們。

在描述他們的“原理論證”研究時(shí),該研究人員稱他們通過訓(xùn)練一類稱作為殺傷性T細(xì)胞的免疫哨崗細(xì)胞,來識(shí)別及清除能夠逃避免疫監(jiān)視及免疫系統(tǒng)破壞的HIV感染細(xì)胞,控制住了突變HIV。

這一策略攻克了HIV最具挑戰(zhàn)性的一個(gè)行為??它能夠劫持一類稱作為CD4+記憶T細(xì)胞的免疫細(xì)胞,在感染后不久進(jìn)入到這些細(xì)胞中隱藏起來,靜靜地躺在免疫系統(tǒng)的雷達(dá)下,讓抗病毒藥物無法觸及。殺傷這些持續(xù)感染的細(xì)胞成為了近期許多旨在誘導(dǎo)病毒脫離休眠狀態(tài),永久摧毀病毒的研究努力的焦點(diǎn)。而新研究結(jié)果表明,大多數(shù)的潛伏病毒并不僅僅是無法觸及,它們還通過遺傳變異逃避了免疫系統(tǒng)的識(shí)別即便是逆轉(zhuǎn)它們的潛伏狀態(tài)。

該項(xiàng)目的高級(jí)研究員、約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)和遺傳學(xué)教授RobertSiliciano博士說:“我們的研究結(jié)果表明,誘導(dǎo)HIV走出藏身之處只是取得了一半的成功。我們發(fā)現(xiàn)這些潛伏病毒攜帶著的一些突變,使得能夠消除HIV的免疫細(xì)胞無法看到它,即便是病毒從躲藏處出來,它仍可繼續(xù)逃避免疫檢測(cè)。”

利用深度測(cè)序技術(shù)來揭示單個(gè)感染細(xì)胞中的HIV遺傳特征,科學(xué)家們分析了25名HIV感染患者的血液樣本,其中10人在早期即感染的3個(gè)月內(nèi)便已開始接受治療,其余人是在三個(gè)月之后即HIV感染進(jìn)入慢性期時(shí)開始接受治療。

引人注目的是,研究人員報(bào)告他們發(fā)現(xiàn)在感染的數(shù)周或數(shù)月內(nèi)開始抗病毒治療的患者攜帶著的主要是未發(fā)生改變的HIV。而那些在晚些時(shí)候啟動(dòng)治療的人,其病毒儲(chǔ)藏庫幾乎完全是由攜帶著所謂逃避突變的HIV所構(gòu)成,此時(shí)病毒蛋白的一些關(guān)鍵部分形狀發(fā)生了轉(zhuǎn)變使得它們變得難以識(shí)別。所有的病毒和細(xì)菌都攜帶著這樣的關(guān)鍵蛋白質(zhì)標(biāo)識(shí)符。免疫系統(tǒng)會(huì)將完整的這些標(biāo)識(shí)符認(rèn)作為是“外源物質(zhì)”,由此觸動(dòng)免疫攻擊。而感染后不久HIV可快速改變這些“標(biāo)記”區(qū)域,使得它們不被免疫系統(tǒng)識(shí)別。

在這項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)早期啟動(dòng)治療的人們似乎阻止了這一突變過程,將病毒或多或少凍結(jié)在了它的初始狀態(tài)。相比之下,在晚期治療患者的潛伏庫中96%的病毒發(fā)生了廣泛改變。Siliciano和同事們報(bào)告了一個(gè)好消息,他們發(fā)現(xiàn)HIV感染細(xì)胞保留了小部分原始的完整病毒蛋白??研究人員利用這一特征來測(cè)試了解決這一“識(shí)別”問題的一種可能的方案。

論文的主要作者、約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后研究人員鄧凱(KaiDeng,音譯)博士說:“我們猜測(cè),如果能夠采用某種方法來推動(dòng)這些殺傷性T細(xì)胞識(shí)別未改變病毒的微小片段,它們將會(huì)殺死整個(gè)HIV感染細(xì)胞!

就像暴露出偽裝目標(biāo)的很小一部分,可使得狙擊手能夠突然辨別出隱藏的標(biāo)記一樣,研究人員將殺傷性T細(xì)胞暴露在病毒蛋白未發(fā)生改變的組成部分之下。

為此,科學(xué)家們首次從患者處分離出了殺傷性T細(xì)胞,將它們與突變形式的HIV或是包含著實(shí)驗(yàn)室制造的、突變及未突變HIV蛋白組塊的雞尾酒混合。在數(shù)天之后,讓每組殺傷性T細(xì)胞暴露于從攜帶著逃避突變的患者中取得的HIV感染細(xì)胞之下。用突變和非突變HIV混合物預(yù)處理的殺傷性T細(xì)胞啟動(dòng)了對(duì)患者HIV感染細(xì)胞的強(qiáng)烈反應(yīng),殺死了61%的感染細(xì)胞。相比之下,只用突變HIV進(jìn)行預(yù)處理的殺傷性T細(xì)胞顯示微弱的反應(yīng)和低殺傷率,只破壞了23%的HIV感染細(xì)胞。

“這就好像是免疫系統(tǒng)喪失了識(shí)別和摧毀HIV病毒的能力,而引導(dǎo)殺傷性T細(xì)胞識(shí)別HIV蛋白不同的未突變部分,可再度喚醒這種自然殺傷本能,”Siliciano說。

為了看看這些引導(dǎo)殺傷T細(xì)胞能否在實(shí)驗(yàn)皿外發(fā)揮作用,研究人員將它們注入到了少數(shù)人源化的小鼠體內(nèi),相比標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室小鼠,這些工程小鼠其生理學(xué)上更接近于人類。每只小鼠均接受了來自HIV感染患者的骨髓,導(dǎo)致人源化的免疫系統(tǒng),隨后用來自對(duì)應(yīng)患者HIV來感染每只小鼠。所有小鼠均發(fā)展為完全型艾滋病。當(dāng)研究人員給小鼠注入只受到突變病毒蛋白預(yù)處理的患者殺傷性T細(xì)胞時(shí)小鼠死于感染。相比之下,將用突變和非突變HIV混合物預(yù)處理的、重新受訓(xùn)的殺傷性T細(xì)胞注入小鼠體內(nèi),卻控制住了感染,循環(huán)病毒數(shù)量急劇下降了1000倍。一些用這種方式處理的小鼠將HIV抑制在檢測(cè)水平之下。

“我們的研究結(jié)果表明,所有旨在根除HIV感染的治療策略,都需要將利用預(yù)處理的殺傷性T細(xì)胞來識(shí)別未突變的HIV納入其中,”鄧凱說。


本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/402829.html

相關(guān)閱讀:高中生物中生物數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用