HIV治疗新希望——首次成功在小鼠模型中清除HIV
在国家目前实行的“四免一关怀”政策的情况下，我国免费抗病毒治疗药物及时更新和优化，艾滋病治疗领域的技术队伍不断壮大，对我国HIV感染者的治疗方面起到了巨大作用。但是，现有的治疗方案仍以鸡尾酒疗法（HAART）口服抗病毒药物抑制病毒为主，未能从根本上消灭HIV病毒。为了探寻其他途径更高效地对抗HIV，近日科学家们在小鼠身上利用长效缓释ART疗法联合CRISPR-Cas9基因编辑技术取得了可喜的效果。
2019年7月2日，美国科学家Prasanta K. Dash及其团队，在《自然-通讯》杂志上首次报道出首次在活体动物“人源化小鼠”体内成功清除HIV的消息。
带你认识新技术
由于HIV-1病毒感染已知物种的限制，科学家们通过人脐带血或胎肝细胞中富集CD34+造血干细胞，将其移植到新生的高度免疫缺陷小鼠(NSG)中，构建出能产生人的T淋巴细胞的NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl / SzJ（NSG）小鼠模型。
2长效缓释ART疗法长效缓释ART疗法（LASER ART，long-acting slow effective release ART），是Prasanta及其团队的实验室开发了的一种长效疏水亲脂的的抗逆转录病毒纳米颗粒，对病毒复制进行持续抑制。采用豆蔻酸将多替拉韦（DTG）+拉米夫定（3TC）+阿巴卡韦（ABC）修饰成前体药物，并用核磁共振光谱等技术对LASER ART粒子的化学结构和理化性质进行修饰，最终合成疏水亲脂的纳米药物颗粒。其特点是药物溶解缓慢，亲脂性增强，生物利用度提高，靶外毒性有限，有利于减少并发症，将血液和组织病毒库中有效的抗逆转录病毒药物浓度维持数天甚至数周。
3CRISPR-Cas9基因编辑技术图1 利用CRISPR-Cas9基因编辑技术清除HIV-1片段
CRISPR簇原为存在于细菌和古生菌基因组中的特殊DNA重复序列家族，是他们自我防护和获得性免疫的重要手段，当外源DNA入侵时，CRISPR系统可以精准识别外源DNA并通过转录相应片段对外源DNA进行剪切使之表达沉默。利用这一特性，科学家们将其加以改造，精准识别并敲除组织细胞的中HIV-1基因片段。
实验结果
图2 实验分组与流程
表1 实验分组
| 分组 | 小鼠个数 | 疗法 |
|---|---|---|
| a | 6 | HIV-1NL4-3（对照组） |
| b | 6 | HIV-1NL4-3 + CRISPR-Cas9 |
| c | 10 | HIV-1NL4-3 + LASER ART |
| d | 7 | HIV-1NL4-3 + LASER ART + CRISPR-Cas9 |
如上表所示，本实验将感染HIV-1的人源化小鼠分为四组，a组不作任何治疗，b组接受CRISPR-Cas9基因编辑靶向清除HIV片段，c组接受LASER ART纳米药物注射治疗，d组接受LASER ART + CRISPR-Cas9联合治疗。
图3 CD4+ T细胞计数
结果显示，接受联合治疗的d组小鼠的CD4+ T淋巴细胞显著高于对照组a组（90%±7 vs. ＜6%）。
图4 血浆病毒载量计数
图5 联合治疗组小鼠病毒载量计数
对比联合治疗组（d组）和对照组（a组）血浆病毒载量，d组在接受LASER ART抗病毒治疗之后病毒载量显著下降，并于第9周开始接受CRISPR-Cas9靶向治疗，其中5只小鼠在第14周试验结束时病毒载量发生反弹，而近1/3的小鼠血浆中未检测到HIV病毒。
为进一步验证实验结果，科研人员利用qPCR和ddPCR均未在小鼠组织细胞中检测到病毒DNA/RNA。
表2 3次实验分组与小鼠数量
在三次实验接受LASER ART + CRISPR-Cas9联合治疗的23只小鼠中，共9只小鼠未发现病毒量反弹。换言之，近三分之一的小鼠体内的HIV病毒被完全消除。
结论
现有的药物很难将位于肠道、淋巴结、大脑、脾脏等部位的病毒清除。LASER ART疗法最大限度地将抗逆转录药物送入这些组织中，使药物能够持续高浓度发挥作用将病毒载量有效控制。CRISPR-Cas9靶向治疗则在低病毒载量时发挥了良好的清除效果。研究证明，LASER ART + CRISPR-Cas9联合疗法在小鼠模型中清除HIV是可行的。
结语
虽然HAART疗法已经将HIV-1感染转化为一种可以治疗的慢性疾病，但是没有从根本上消除HIV病毒，只是把病毒载量控制在较低水平。Prasanta K. Dash及其团队的实验让我们看到了实现治愈HIV感染的曙光。
参考文献：
1.Prasanta Dash et al. (2019) Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV-1 in a Subset of Infected Humanized Mice. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-019-10366-y
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拉米医生
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