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Nature:新方法可精确测量潜伏性HIV病毒库大小,比现有方法准确10到100倍

来源:本站原创 2019-02-07 18:00

2019年2月7日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,美国约翰霍普金斯大学医学院的Robert Siliciano博士及其同事们开发出一种新型遗传技术,从而能够快速准确地计算出潜伏在患者细胞中的没有活性的HIV形式,这是评估新型HIV疗法有效性的一个关键部分。这种潜伏性HIV形式整合到细胞的基因组中,即便患者接受成功的治疗,它们也能够持续存在,这就阻碍了治愈HIV感染的努力。根据他们的报道,之前的工具将这种潜伏性HIV数量过高估计了10到100倍,这可能掩盖了实验性疗法产生的有意义的下降。尽管实现HIV治愈可能仍然需要很长的路要走,但是至少从目前而言,这项新的研究取得了重要的进展。相关研究结果发表在2019年2月7日的Nature期刊上,论文标题为“A quantitative approach for measuring the reservoir of latent HIV-1 proviruses”。

图片来自NIAID。

当前的HIV疗法涉及联合使用抗逆转录病毒药物,其中每种药物抑制HIV生命周期的特定阶段。当患者同时服用阻断两个或更多阶段的药物时,这种病毒不能复制,而且它在血液中的水平下降到检出下限以下。这会减轻患者的症状并让他们保持健康数十年。但是这种病毒以一种难以检测到的潜伏形式持续存在于患者体内。HIV的遗传指令或者说模板仍然整合在某些细胞的基因组中。

HIV专门感染称为CD4 T细胞的免疫细胞。这些被感染免疫细胞中的一部分通常保持休眠状态并存储着这种病毒的基因组。这一部分免疫细胞无限期地持续存在。但是它们的持续存在有一个缺点:它们能够在无意中保护着HIV的遗传指令。一旦这些细胞“重新激活”,这些病毒模板就会重新发挥作用,制造新的病毒颗粒。因此,感染上HIV的患者必须终生接受抗逆转录病毒药物治疗,除非科学家们能够找出方法摧毁这种所谓的“潜伏性HIV病毒库(latent reservoir)”。

治愈HIV感染的第一步是确定每个患者的潜伏性HIV病毒库到底有多大,这样科学家们就能够追踪他们剔除这种病毒库取得的进展。但是,Siliciano说,这是一个严峻的挑战。当他和他的实验室成员在1995年首次证实潜伏性HIV病毒库的存在时,他们使用了一种他们开发出的称为定量病毒生长测定(quantitative viral outgrowth assay, QVOA)的技术来做到这一点。这种方法涉及在实验室中培养HIV感染的细胞,这是较为困难的并且需要数周才能完成。

为了避免这些问题,大多数科学家使用一种更简单的技术,该技术依赖于一种称为聚合酶链式反应(PCR)的生化反应来测量CD4 T细胞中存在多少HIV病毒DNA。Siliciano说,问题在于98%的HIV遗传指令存在缺陷并且是无害的,因此这种方法高估了对患者健康至关重要的潜伏性HIV病毒DNA数量。

在这项新的研究中,Siliciano团队通过使用两种不同颜色的荧光探针,设计出能够区分缺陷的HIV病毒模板和完整的HIV病毒模板的PCR反应。这些探针靶向的HIV病毒DNA区域容易发生能够导致HIV模板缺陷的突变,而颜色读出值能够指示HIV遗传指令是否存在缺陷。这意味着科学家们能够利用这种新技术来评估某种干预措施---比如实验性药物或药物混合物---是否正在影响实际上威胁患者生命的潜伏性HIV遗传指令库。

Siliciano说,“几十年来,这个领域一直在呼吁对这些潜伏性的病毒模板进行精确测量。如今,我们有了一个很好的方法来了解我们是否在减少它们的数量。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Katherine M. Bruner et al. A quantitative approach for measuring the reservoir of latent HIV-1 proviruses. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-0898-8.
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