人免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)感染后会引起艾滋病,这最初是一种可怕致命传染病;但随着研究和药物的发展现在可以控制为慢性进展,但仍无法功能性治愈或根除。
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HIV是一种逆转录病毒,大小约120 nm,其基因组包含两条RNA链包含九个基因(gag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr和vpu)组成,总长度小于10 kb,编码HIV在宿主细胞中复制所需的15种蛋白。
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HIV分为HIV-1和HIV-2,HIV-1源于黑猩猩,HIV-2源自乌白眉猴。
HIV-2的毒力和传染性较弱,因此传播范围局限于西非,而HIV-1已在全球传播,所以常说的抗艾药物,都针对HIV-1病毒。
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艾滋病毒能在全球范围内传播,主要原因是该病毒在感染后数年才会出现明显症状,所以会在发现前传播给更多新宿主,导致指数级传播。
这与其他病毒如埃博拉病毒不同,埃博拉病毒感染后几天内杀死宿主,从而无法全球大范围传播。
但HIV如不及时干预,最终会导致获得性免疫缺陷综合症(AIDS),未经治疗的患者预期寿命约为11年。
HIV感染分三个阶段:
感染后第一阶段,可能会出现流感样症状、发烧或淋巴结肿大,并可能持续一到两周。
HIV进入体内后,病毒开始感染免疫细胞,特别是CD4+ T细胞、巨噬细胞和树突状细胞(DC),并以极高速度复制,血浆病毒水平可达数百万/mL。
与此同时,CD4+ T细胞数量减少,CD8+ T细胞被激活并开始杀死病毒,同时体内产生针对病毒的抗体,导致病毒血浆水平在初始峰值后下降。
下一阶段是无症状潜伏期,平均可持续11年,甚至可长达20年。
最后一个阶段是艾滋病阶段,随着CD4+ T细胞水平变得过低,无法控制机会性感染,患者进入艾滋病(AIDS)阶段。
当免疫细胞水平下降到每mm3有200个淋巴细胞时,艾滋病阶段就开始了,同时病毒水平再次增加到每毫升约500拷贝。
最终由于器官的机会感染导致死亡。
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HIV在1-2周内传播到全身。通过HIV包膜(Env)糖蛋白复合物附着在宿主细胞上进行,该复合物由gp160多肽翻译后裂解后形成的3个gp41和3个gp120蛋白构建。
关于HIV病毒的基础文章我们写过很多:
目前,艾滋病毒感染仍然无法治愈,需要终生治疗。因此“治愈”的概念和技术一致非常诱人!
01
干细胞移植
HIV除CD4受体外,还需CCR5作为辅助受体。
当CCR5编码区缺失32个碱基对(CCR5Δ32/Δ32)的突变会阻止CCR5在细胞表面的表达,同时阻止HIV和宿主细胞结合。
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第一位艾滋病治愈患者称为“柏林患者”,他除了感染艾滋病毒外还患有急性髓性白血病(AML),并接受了两次CCR5Δ32/Δ32同种异体干细胞移植,从而导致无法被HIV感染实现了治愈。
更多类似的例子包括伦敦患者患有霍奇金淋巴瘤,杜塞尔多夫患者合并AML,及纽约患者患有白血病。
尽管干细胞移植确实有效,但对于广泛的 HIV 患者说是不可行的,因为该手术风险高,死亡率高,非常昂贵,只能在专门的中心进行。最重要的是没有足够的潜在CCR5Δ32/Δ32供体(<1%的白种人)。
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02
基因药物治疗
使用干扰RNA(RNAi),双链RNA 、小/短干扰RNA (siRNA)、小/短发夹RNA(shRNA)中靶向mRNA分子等 RNA 技术。
以及使用锌指核酸酶(ZFN)、转录激活因子样效应核酸酶(TALEN)和CRISPR/Cas-9等基因编辑技术。
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靶点是CCR5或HIV病毒本身,对它们的基因编辑(离体和体内)已被探索作为治愈 HIV 的靶点。
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03
HIV 用疫苗
HIV疫苗分为两种:预防性和治疗性疫苗。
对于预防性疫苗,接种后产生高效中和抗体,从而预防HIV感染。疫苗开发面临的挑战包括缺乏已知免疫相关性、合适的动物模型及病毒的高突变率,导致病毒遗传多样性极高。
可用的疫苗潜在表位是Env、V2apex、MPER和CD4受体。
而疫苗的技术包括亚单位疫苗、病毒疫苗载体(如腺病毒和痘病毒),DNA疫苗、DC 疫苗等。
治疗性疫苗可以通过接种疫苗刺激宿主自身免疫系统,间接实现 HIV 的治疗。
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04
CAR-T 细胞疗法
CAR-T细胞疗法针对HIV有两种治疗策略。
CD8+ 类型的CAR-T细胞旨在通过提供补充细胞毒性 T 淋巴细胞 (CTL) 直接恢复针对 HIV感染细胞的细胞毒性功能。
领外一种,主要是CCR5修饰的CD4+ T细胞,该策略侧重于通过引入耐感染性T细胞来激活HIV特异性免疫。
这两种策略似乎既有前途又互补。需要进一步的研究,包括探索联合疗法,以优化其潜在疗效。
除了 CAR-T 外还有类似的 CAR-NK 疗法。
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05
结论
在寻找HIV治疗的探索已经取得了非常好的成就,经过标准治疗的 HIV 感染患者,预期寿命得到了极大的提高。
但是在实现治愈的角度还是非常有挑战的!不过目前很多先进的生物基因技术在朝着这个目标不断前进,相信在不远的将来会实现 HIV 的治愈!
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