艾德思：Nature子刊重磅基因编辑首次消除动物体内HIV病毒DNA

<自然 - 通讯> 最新上线了一篇艾滋病研究领域的重磅文章.科学家们开发了一种联合疗法,将持续递送录病毒的给药系统与 CRISPR-Cas9 基因编辑技术相配合.根据官方新闻稿,这种疗法首次从活体动物的基因组中消除了 HIV-1 的 DNA.

研究公司评论说,这项研究「 标志着在开发新疗法,治愈人类 HIV 感染的路上,迈出了关键一步 」.

图片来源:文章截图

根据联合国艾滋病规划署(UNAIDS)的估计,全世界每一天新增的 HIV-1 病毒感染者超过 5000 人. 目前,感染者主要依靠各种抗病毒药物进行治疗 .抗逆转录病毒治疗(ART)能够有效降低患者体内的病毒载量,同时降低病毒传染的风险.

ART 疗法要求感染者终生服药 ,因为这种疗法可以抑制 HIV 病毒的复制,却不能将病毒从体内消除.如果停药,体内的 HIV 病毒会卷土重来,重新复制并促进疾病发展.

而 HIV 之所以有「反弹」能力,是因为病毒在攻击人体的免疫系统时,会将 DNA 序列整合到细胞的基因组中,从而藏匿于人体.

要真正消除 HIV 达到「治愈」效果,就要从感染的细胞和组织中去除被病毒整合进去的 DNA 片段 .

美国内布拉斯加大学医学中心( University of Nebraska Medical Center )的 Howard Gendelman 教授/坦普尔大学刘易斯・卡茨医学院( Lewis Katz School of Medicine at Temple University )的 Kamel Khalili 教授及同事开发了一种旨在消除 HIV 病毒的联合疗法,由一种 ART 递送新方式和 CRISPR 基因编辑技术组成 .

该研究的两位通讯作者 Howard Gendelman 教授(左)和 Kamel Khalili 教授(右)

图片来源:研究公司官网

具体来说,Gendelman 教授及其合作者共同开发了一种长效缓释 ART 疗法,将结构经过改良的抗病毒药物分子包装在纳米颗粒中,由纳米颗粒将药物送入 HIV 的藏身之处.这种给药方法可以在数周内缓慢释放药物,达到在较长时间内抑制病毒活性的目的.

而 Khalili 教授团队利用 CRISPR-Cas9 开发的技术可以在受感染的细胞内「剪去」HIV 的 DNA 片段.当长效缓释 ART 疗法将 HIV 病毒的复制抑制在较低水平的同时,CRISPR-Cas9 开始发挥作用.

研究团队通过动物实验验证了这种联合疗法的可行性和有效性.他们首先制造了 HIV 感染的人源化小鼠模型.然后,分两次独立实验,给总计 13 只确认感染的小鼠施用了联合疗法.

感染并施用疗法的研究示意图

图片来源:参考资料 [1]

经过连续的治疗,接受治疗以后的 5 周内,通过多项技术对血液/淋巴组织/骨髓和脑组织进行检测.结果显示, 接受联合疗法的小鼠中近三分之一没有检测到 HIV 病毒,可以被认为小鼠细胞和组织里的 HIV 病毒 DNA 被完全消除 .

相比之下,单独接受其中某一种疗法的小鼠中,很容易就能检测到 HIV.此外,检测结果还显示未检测到 CRISPR-Cas9 脱靶.

小鼠实验的积极结果显示了这种联合疗法治愈艾滋病的前景,据 Khalili 教授在研究公司发布的新闻中透露,他们计划开展进一步的研究,在一年内推进非人灵长类动物的试验,并有可能在人类患者身上展开临床试验.

参考资料

[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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