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Cell子刊:CRISPR直击HIV感染的预防和治愈

来源:药明康德 2016-10-31 13:27

CRISPR是最近备受推崇的基因组编辑技术,它能够高效而精准地编辑基因组中几乎所有的序列,这将大大促进疾病研究和新疗法开发。著名科学期刊《Cell Reports》日前发布了一项新成果,科学家利用CRISPR/Cas9基因编辑系统,在人体免疫T细胞内对45个与HIV入侵宿主相关的基因进行特殊编辑分析,甄别出了其中某些基因经编辑改造发生突变后,可保护T细胞免受HIV病毒的侵入、整合、转染。这对于彻底清除HIV病毒、预防和治愈艾滋病有重要意义。


▲被HIV感染的T细胞(图片来源:STAT)

HIV病毒全称人类免疫缺陷病毒,它是导致艾滋病(AIDS)的罪魁祸首。HIV 感染人体后,侵入并破坏CD4阳性的T淋巴细胞,导致免疫系统功能不断下降,使患者越来越容易遭受大量其它感染和疾病的侵袭而最终死亡。艾滋病是一个遍布全世界的公共健康问题,根据WHO统计,2014年全球HIV感染人口接近4000万,其中新增感染人数200万。由于近年来抗病毒疗法的不断进步,特别是多种抗病毒药物组合的“鸡尾酒”疗法问世后,艾滋病可获得长期有效控制,已逐步变成了一种慢性、可控的疾病。但现有疗法始终无法彻底清除体内HIV病毒,容易死灰复燃。如何彻底消除体内潜伏残留HIV病毒,如何预防T 细胞不被HIV重新感染,是现今艾滋病治疗的重要难题。


▲CRISPR基因组编辑技术工作原理(图片来源:Livemint)

先前科学家们已发现,某些基因突变能够保护T细胞防御HIV病毒入侵,但这并没有启发更多突破性的预防HIV感染的方法。2013年以来报道的有关CRISPR技术阻断HIV感染的成果喜忧参半,特别是报道了HIV对CRISPR基因组编辑技术产生抵抗耐受性。

而在这方面,加州大学旧金山分校和格莱斯顿研究所的科学家们则取得了突破进展。他们构建了特殊的CRISPR/Cas9基因组编辑系统,并将其输入T细胞内来完成标靶基因编辑工作。他们在来自健康志愿者的成千上万个T细胞样本中,前后共进行了149次特殊的CRISPR/Cas9基因组编辑操作。每次编辑之后,他们分析编辑后获得特定突变的T细胞能否抵御HIV感染。他们最终发现了数个基因经编辑发生突变后,可使得T细胞完全或部分抵御HIV病毒感染,这类保护性特定突变基因包括CXCR4, CCR5, LEDGF和NUP153。


▲此项UCSF研究的流程示意图(图片来源:《Cell Reports》)

其中的CCR5基因已在Sangamo Biosciences公司开展的人体临床试验中显示,经CRISPR编辑获得保护性突变后,可降低患者体内HIV病毒载量,甚至在某些患者不服用抗HIV药物的情况下,病毒载量也可维持较低水平。

Sangamo Biosciences公司研发副总裁Michael Holmes博士表示,除CCR5基因以外,CRISPR/Cas9发现的上述其他保护性突变基因,能否在人体试验中获益尚不清楚。但UCSF的这项研究成果非常喜人,提供了更多潜在的HIV治疗靶点,从目前数据来看,其中的CCR5和CXCR可能是相对较理想的靶点,当然并不是说其他保护性突变基因就无价值。研究者们努力的方向是,希望可以利用基因编辑技术进行多个基因编辑,使其获得保护性突变,进而真正更好地预防和治愈艾滋病。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

[1] CRISPR identifies genes that might be targeted to hobble HIV infection

[2] A Cas9 Ribonucleoprotein Platform for Functional Genetic Studies of HIV Host Interactions in Primary Human T Cells

[3] WHO官网

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