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一针在手,一年不愁,艾滋病治疗或迎来重大突破!

半亩花田 觅学术 2022-04-16



HIV-谈“艾”色变,恐怖一直笼罩着我们


截至2018年底,我国估计存活艾滋病感染者约125万,估计新发感染者每年8万例左右。那么,艾滋病究竟从何而来?为什么难以治愈?


20世纪70年代末期美国国家疾控中心在洛杉矶发现一种奇怪的病:患者全身免疫系统几近崩溃还会感染其他各种不同寻常的疾病更可怕的是所有的医疗手段都无济于事,治愈率为零!随后,人们发现得病的人越来越多而且患者有一个共同点——都是男同性恋因此,有些研究者直接将这种病叫做“男性同性恋者免疫缺陷症”,即艾滋病。



“类艾滋病毒”是HIV的源头,该病毒最早于1908年出现在猴子和猩猩身上1930年前后,由猩猩传染给了人类。



基因编辑治疗艾滋病迎来新曙光


一项日前发表于《自然—通讯》的研究显示,通过将艾滋病病毒(HIV)从体内藏身之处切除,研究人员首次将 HIV 从活体动物体内清除。换句话说,研究人员们已经治愈了这些动物。


该团队采用双管齐下的策略:用 CRISPR 和一种高效的普通 ART 药物同时打击病毒。药物分子经过化学修饰,使其具有脂溶性,但仍包裹在水溶性分子笼中。这意味着只要向小鼠血液中注射一次药物,后者就会进入免疫细胞,并且随着时间推移,免疫细胞中的活性分子会慢慢释放出来。


内布拉斯加大学的 Howard Gendelman 是这项技术的开发者。他正试图将这种策略转变成一种持久的机体中作用模式。用它,人们每年只需要注射一针,而不是每天服用药片,便可控制艾滋病



CRISPR/Cas-划时代意义的基因编辑技术


CRISPR全称是Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(成簇的规律间隔的短回文重复序列),其实CRISPR/Cas系统早就存在自然界中了。CRISPR/Cas系统是一种原核生物的免疫防御系统,用来抵抗外来遗传物质的入侵,比如噬菌体病毒等。同时,它为细菌提供了获得性免疫(类似于哺乳动物的二次免疫),当细菌遭受病毒入侵时,会产生相应的“记忆”。


当病毒二次入侵时,CRISPR系统可以识别出外源DNA,并将它们切断,沉默外源基因的表达,抵抗病毒的干扰。是不是觉得和真核生物中RNA干扰(RNAi)的原理很相似?正是由于这种精确的靶向功能,CRISPR/Cas系统被开发成一种高效的基因编辑工具。

 


轰动一时,CRISPR技术在人类重大遗传疾病领域大显身手


首先,来看看曾经轰动一时的案例:中山大学研究人员利用CRISPR-Cas9校正人胚胎中的突变。中国科学家利用CRISPR/Cas9对人胚胎中会导致地中海贫血的β珠蛋白基因突变成功地进行修饰,目的是希望利用CRISPR对这种基因突变进行校正,以便实现利用基因疗法治疗地中海贫血。文章发表在《蛋白·细胞》(Protein & Cell)杂志上。


黄军就(首次在人胚胎细胞使用CRISPR技术)


CRISPR的价值还体现在追踪细胞,这个功能在癌症方面都有着重要的作用。斯坦福大学的研究人员就将CRISPR基因编辑技术同DNA条形码技术结合,有效追踪癌症进展。


人类的癌症并不仅仅只有一种肿瘤抑制突变,其存在多种突变组合。为了了解不同的突变基因是如何相互作用的,研究人员们耗费了数年的努力来绘制图谱,包括构建多种不同谱系的遗传修饰化小鼠,其中每一种都携带不同的失活肿瘤抑制基因。而如果想探索所有的可能性组合,研究人员就需要上千只小鼠。



一片哗然-贺某事件,基因编辑婴儿能抵抗艾滋病


2018年11月26日,来自中国深圳的科学家贺在第二届国际人类基因组编辑峰会召开前一天宣布,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改,使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。这是世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿



消息一出,引起了全球的关注,他们质疑、不解甚至有些愤慨的目光紧盯着贺建奎。不管是在科学界还是伦理学界,他们有一致遵守的“14天期限”标准,即使用人类胚胎体外研究不得在体外培养人类胚胎超过14天。况且,CRISPR还不是一项被认知充分的技术。这种工具就像一个可以带来双面效应的剪刀,让科学家能够通过切割或修复DNA方式,纠正一些导致不治之症的小故障;但其目前解决不了的脱靶效应,使得这把剪刀在修改目标基因时,可能会“误伤”其他基因,从而带来严重的后果。



抗“艾”之路,道阻且艰


艾滋病毒并非一成不变,在传播和繁殖的过程中它常常发生一些结构和功能的变化(RNA病毒变异快),这时即使使用原先可能很有效的药,此时也不管用了,导致病毒可以继续在体内大量繁殖。与此同时,医学界在临床治疗时发现,所有接受强化治疗的艾滋病病毒携带者在停止治疗后身体中很快又重新出现艾滋病病毒,并由此推断在感染者的机体中不但存在艾滋病病毒的藏身之所,而且机体的免疫系统难以对其进行有效控制。


再加上目前疗法的一些缺陷:例如CRISPR技术所引起脱靶效应,导致艾滋病的治疗很难进行到底。不过随着技术的不断革新,问题终会被一个个攻破,不过这一路,定是披荆斩棘。



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