2020年11月HIV研究亮点进展
来源：本站原创 2020-11-30 23:41
2020年11月30日讯/生物谷BIOON/---人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus, HIV），即艾滋病（AIDS，获得性免疫缺陷综合征）病毒，是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983年，HIV在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（lentivirus），属逆转录病毒的一种。HIV通过破坏人体的T淋
2020年11月30日讯/生物谷BIOON/---人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus, HIV），即艾滋病（AIDS，获得性免疫缺陷综合征）病毒，是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983年，HIV在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒（lentivirus），属逆转录病毒的一种。HIV通过破坏人体的T淋巴细胞，进而阻断细胞免疫和体液免疫过程，导致免疫系统瘫痪，从而致使各种疾病在人体内蔓延，最终导致艾滋病。由于HIV的变异极其迅速，难以生产特异性疫苗，至今无有效治疗方法，对人类健康造成极大威胁。
自上世纪八十年代以来，艾滋病的流行已经夺去超过3400万人的生命。据世界卫生组织（WHO）统计，据估计，2017年，全世界有3690万人感染上HIV，其中仅59％的HIV感染者接受抗逆转录病毒疗法（ART）治疗。目前为止HIV仍然是全球最大的公共卫生挑战之一，因此急需深入研究HIV的功能，以帮助研究人员开发出可以有效对抗这种疾病的新疗法。为阻止病毒大量复制对免疫系统造成损害，HIV感染者需要每天甚至终身服用ART。虽然服用ART已被证明能有效抑制艾滋病发作，但这类药物价格昂贵、耗时耗力且副作用严重。人们急需找到治愈HIV感染的方法。
即将过去的11月份，有哪些重大的HIV研究或发现呢？生物谷小编梳理了一下这个月生物谷报道的HIV研究方面的新闻，供大家阅读。
1.Nature论文解读：重大进展！利用纳米金刚石的量子特性进行试纸横向流动测试，可将灵敏度提高10万倍
doi:10.1038/s41586-020-2917-1
在一项新的研究中，来自英国伦敦大学学院和牛津大学的研究人员发现纳米金刚石（nanodiamond）的量子传感能力可用于提高基于试纸的诊断测试的灵敏度，从而有可能允许更早地检测HIV感染等疾病。相关研究结果发表在2020年11月26日的Nature期刊上，论文标题为“Spin-enhanced nanodiamond biosensing for ultrasensitive diagnostics”。
基于试条的横向流动测试的工作方式与妊娠测试相同，即将试条浸泡在液体样本中，颜色或荧光信号的变化表示阳性结果，并可检测病毒蛋白或DNA。它们被广泛用于检测从HIV到SARS-CoV-2等病毒（目前针对COVID-19的横向流动测试正在英格兰各地进行试点），并且可以提供快速诊断，这是因为测试结果不必在实验室处理。
McKendry团队利用了含有缺陷的纳米金刚石的量子特性。金刚石高度规则结构中的这种缺陷会产生所谓的氮空位（nitrogen-vacancy, NV）中心。NV中心有许多潜在的应用，从用于超灵敏成像的荧光生物标记到量子计算中的信息处理量子位。
NV中心可以通过发射明亮的荧光来产生指示抗原或其他靶分子存在的信号。在过去，荧光标记受到来自样品或试条的背景荧光的限制，使得难以检测到低浓度的病毒蛋白或DNA。然而，荧光纳米金刚石的量子特性使它们的光发射可以被选择性调制，这意味着可以利用微波场将光信号固定在一个设定的频率上，并可以有效地从背景荧光中分离出来，从而解决了这一局限性。
这些光学结果显示，与金纳米颗粒相比，这种纳米金刚石技术的灵敏度提高了多达5个数量级（10万倍）（即产生可检测的信号仅需更低数量的纳米颗粒）。由于加入了一个短短10分钟的RNA拷贝发生倍增的恒温扩增步骤，McKendry团队能够在模型样品中在单分子的水平下检测HIV RNA。
2.Sci Adv：关键分子IP6对于HIV病毒衣壳的形成过程至关重要
doi:10.1126/sciadv.abc6465
近日，一项刊登在国际杂志Science Advances上的研究报告中，来自芝加哥大学等机构的科学家们通过研究揭示了名为IP6的小分子在建立HIV病毒衣壳过程所扮演的关键角色。HIV的遗传信息被称之为衣壳的蛋白层所包围，衣壳能作为保护HIV的盔甲，阐明衣壳的形成过程和机制或有望帮助研究人员开发治疗HIV感染的新型疗法，然而近十年来，科学家们还并未在实验室中成功重建HIV的衣壳结构。
研究者Alvin Yu表示，HIV的衣壳有着非常特殊的圆锥形状，其需要被关闭来包含纳入病毒的遗传物质；而组装衣壳的部分奥秘则是将缺陷合并到晶格中，衣壳的大部分结构都是由六聚体蛋白排列而成，六聚体蛋白则是由6个亚单位组成，然而，HIV衣壳上有12个点是由5个蛋白亚单位组成的五聚体；如果没有这些五聚体，HIV的衣壳蛋白仅仅会组装成为两端开放的长管状结构。
3.J Infect Dis: 研究揭示HIV患者炎症反应的原因
doi:10.1093/infdis/jiaa657
尽管当前针对艾滋病毒的抗逆转录病毒疗法非常有效，但数据显示，与没有艾滋病毒的人相比，艾滋病毒感染者似乎经历了加速的衰老，寿命缩短了五到十年。这些结果与慢性炎症有关，慢性炎症可能导致与年龄相关的疾病（如动脉粥样硬化，癌症或神经认知功能下降）的早期发作。
由波士顿医学中心的研究人员领导的一项新研究调查了可能导致这种炎症的因素，他们发现无法控制现有HIV DNA产生的HIV RNA的产生是导致炎症的潜在关键因素。该结果发表在《Journal of Infectious Diseases》杂志上，强调需要开发针对艾滋病毒感染者持续发炎的新疗法以改善治疗效果。
4.JAMA：2020年IAS-USA指南更新了针对HIV治疗和预防的建议
doi:10.1001/jama.2020.17025
国际抗病毒学会-USA（IAS-USA）发布的2020年指南更新了针对HIV病毒治疗和预防的建议。相关结果于2020年10月14日在线发表在JAMA期刊上，标题为“Antiretroviral Drugs for Treatment and Prevention of HIV Infection in Adults---2020 Recommendations of the International Antiviral Society–USA Panel”。
美国阿拉巴马大学伯明翰分校的Michael S. Saag医学博士及其同事们收集了自2018年发布上一份IAS-USA建议以来的新证据，研究了新的数据，并将它们纳入到当前的建议中。
这些作者收录了549份引文，作为提出这些新建议的证据基础。对于所有检测到病毒血症的HIV感染者，建议尽快进行抗逆转录病毒治疗。大多数患者可以从纳入一种整合酶链转移抑制剂的三药物或两药物治疗方案开始治疗。对于可能怀孕的患者、有特殊临床症状的患者、患有机会性疾病的患者或有医疗保健获得问题的患者，可以选择有效的治疗方案。在等待监管机构批准和药物供应期间，建议首次使用长效抗逆转录病毒治疗方案，每4周或每8周注射1次进行治疗。对于有感染HIV风险的人，建议采用口服方案进行暴露前预防（preexposure prophylaxis）。建议在治疗前和治疗期间监测有效性和安全性。目前，因病毒学失败而转换治疗的情况比较少见。
5.JAHA：HIV感染者社区获得性肺炎与心血管事件风险
doi:10.1161/JAHA.120.017645
未感染HIV的患者因社区获得性肺炎（CAP）住院治疗会增加心血管疾病（CVD）事件的风险。近日，心血管疾病领域权威杂志JAHA上发表了一篇研究文章，研究人员旨在评估CAP住院后，HIV感染者（PLWH）是否比未感染HIV的个体具有更高的CVD或死亡风险。 研究人员分析了美国退伍军人老龄化队列研究2003年4月至2014年12月期间的数据 ，并使用Cox回归分析确定从入院之日起至出院后30天（30天死亡率）期间HIV感染状况是否与CVD事件和死亡率相关，并调整了已知的CVD危险因素。
研究人员纳入了4384例患者（67％[n=2951]PLWH）。与未感染HIV的CAP患者相比，因CAP住院的PLWH较年轻，CAP严重程度较低且CVD危险因素较少。在多变量校正分析中，与未感染HIV相比，PLWH个体的CVD风险相似（风险比[HR]为0.89；95％CI为0.70-1.12），但HIV感染与更高的死亡风险相关（HR为1.49；95％CI为1.16-1.90）。在按HIV状况分层的模型中，CAP严重程度与PLWH和未感染HIV的患者的CVD和30天死亡率显著相关。
6.DCR：CD4/CD8比值可以作为HIV 阳性患者高级别肛门异型增生和肛门癌风险的新标志物
doi: 10.1097/DCR.0000000000001763
艾滋病毒感染者有肛门发育不良或癌变的风险，因此，需要针对肛门癌发生风险增加客观标志物。CD4/CD8比率低与艾滋病毒感染者的整体癌症风险增加有关，但尚未进行量化肛门癌风险的检查。因此，本项研究假设低的CD4 / CD8比值与发生高度肛门发育异常和癌症的风险增加相关。
本项研究对美国威斯康星州2002年至2018年间艾滋病毒感染者进行了回顾性研究。将晚期疾病（高度肛门发育不良和/或肛门癌）患者与肛门细胞学检查阴性的患者进行比较。主要观察结局是CD4 / CD8的比值与艾滋病患者肛门发育不良或癌变的相关性。
研究人员共检查了377名艾滋病毒携带者：266名细胞学检查阴性和111名处于疾病晚期（16例癌症，95例高级肛门发育不良）。晚期疾病患者的平均CD4 / CD8比率低于阴性筛查的患者（0.26 vs 0.47，p <0.001）。在调整后分析中，最低比率或最接近的比率增加1个单位可降低晚期疾病的发生风险（OR，0.10； 95％CI，0.02-0.45；p = 0.002）和（OR，0.31； 95％CI，0.12-0.83 ；p= 0.02）。使用CD4 / CD8比值作为晚期疾病危险因素的最佳阈值的最低点比值为0.47（敏感性0.59和特异性0.91），最接近比值为0.95（敏感性0.56和特异性0.92）。
自上世纪八十年代以来，艾滋病的流行已经夺去超过3400万人的生命。据世界卫生组织（WHO）统计，据估计，2017年，全世界有3690万人感染上HIV，其中仅59％的HIV感染者接受抗逆转录病毒疗法（ART）治疗。目前为止HIV仍然是全球最大的公共卫生挑战之一，因此急需深入研究HIV的功能，以帮助研究人员开发出可以有效对抗这种疾病的新疗法。为阻止病毒大量复制对免疫系统造成损害，HIV感染者需要每天甚至终身服用ART。虽然服用ART已被证明能有效抑制艾滋病发作，但这类药物价格昂贵、耗时耗力且副作用严重。人们急需找到治愈HIV感染的方法。
即将过去的11月份，有哪些重大的HIV研究或发现呢？生物谷小编梳理了一下这个月生物谷报道的HIV研究方面的新闻，供大家阅读。
1.Nature论文解读：重大进展！利用纳米金刚石的量子特性进行试纸横向流动测试，可将灵敏度提高10万倍
doi:10.1038/s41586-020-2917-1
在一项新的研究中，来自英国伦敦大学学院和牛津大学的研究人员发现纳米金刚石（nanodiamond）的量子传感能力可用于提高基于试纸的诊断测试的灵敏度，从而有可能允许更早地检测HIV感染等疾病。相关研究结果发表在2020年11月26日的Nature期刊上，论文标题为“Spin-enhanced nanodiamond biosensing for ultrasensitive diagnostics”。
图片来自Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2917-1。
基于试条的横向流动测试的工作方式与妊娠测试相同，即将试条浸泡在液体样本中，颜色或荧光信号的变化表示阳性结果，并可检测病毒蛋白或DNA。它们被广泛用于检测从HIV到SARS-CoV-2等病毒（目前针对COVID-19的横向流动测试正在英格兰各地进行试点），并且可以提供快速诊断，这是因为测试结果不必在实验室处理。
McKendry团队利用了含有缺陷的纳米金刚石的量子特性。金刚石高度规则结构中的这种缺陷会产生所谓的氮空位（nitrogen-vacancy, NV）中心。NV中心有许多潜在的应用，从用于超灵敏成像的荧光生物标记到量子计算中的信息处理量子位。
NV中心可以通过发射明亮的荧光来产生指示抗原或其他靶分子存在的信号。在过去，荧光标记受到来自样品或试条的背景荧光的限制，使得难以检测到低浓度的病毒蛋白或DNA。然而，荧光纳米金刚石的量子特性使它们的光发射可以被选择性调制，这意味着可以利用微波场将光信号固定在一个设定的频率上，并可以有效地从背景荧光中分离出来，从而解决了这一局限性。
这些光学结果显示，与金纳米颗粒相比，这种纳米金刚石技术的灵敏度提高了多达5个数量级（10万倍）（即产生可检测的信号仅需更低数量的纳米颗粒）。由于加入了一个短短10分钟的RNA拷贝发生倍增的恒温扩增步骤，McKendry团队能够在模型样品中在单分子的水平下检测HIV RNA。
2.Sci Adv：关键分子IP6对于HIV病毒衣壳的形成过程至关重要
doi:10.1126/sciadv.abc6465
近日，一项刊登在国际杂志Science Advances上的研究报告中，来自芝加哥大学等机构的科学家们通过研究揭示了名为IP6的小分子在建立HIV病毒衣壳过程所扮演的关键角色。HIV的遗传信息被称之为衣壳的蛋白层所包围，衣壳能作为保护HIV的盔甲，阐明衣壳的形成过程和机制或有望帮助研究人员开发治疗HIV感染的新型疗法，然而近十年来，科学家们还并未在实验室中成功重建HIV的衣壳结构。
研究者Alvin Yu表示，HIV的衣壳有着非常特殊的圆锥形状，其需要被关闭来包含纳入病毒的遗传物质；而组装衣壳的部分奥秘则是将缺陷合并到晶格中，衣壳的大部分结构都是由六聚体蛋白排列而成，六聚体蛋白则是由6个亚单位组成，然而，HIV衣壳上有12个点是由5个蛋白亚单位组成的五聚体；如果没有这些五聚体，HIV的衣壳蛋白仅仅会组装成为两端开放的长管状结构。
3.J Infect Dis: 研究揭示HIV患者炎症反应的原因
doi:10.1093/infdis/jiaa657
尽管当前针对艾滋病毒的抗逆转录病毒疗法非常有效，但数据显示，与没有艾滋病毒的人相比，艾滋病毒感染者似乎经历了加速的衰老，寿命缩短了五到十年。这些结果与慢性炎症有关，慢性炎症可能导致与年龄相关的疾病（如动脉粥样硬化，癌症或神经认知功能下降）的早期发作。
由波士顿医学中心的研究人员领导的一项新研究调查了可能导致这种炎症的因素，他们发现无法控制现有HIV DNA产生的HIV RNA的产生是导致炎症的潜在关键因素。该结果发表在《Journal of Infectious Diseases》杂志上，强调需要开发针对艾滋病毒感染者持续发炎的新疗法以改善治疗效果。
4.JAMA：2020年IAS-USA指南更新了针对HIV治疗和预防的建议
doi:10.1001/jama.2020.17025
国际抗病毒学会-USA（IAS-USA）发布的2020年指南更新了针对HIV病毒治疗和预防的建议。相关结果于2020年10月14日在线发表在JAMA期刊上，标题为“Antiretroviral Drugs for Treatment and Prevention of HIV Infection in Adults---2020 Recommendations of the International Antiviral Society–USA Panel”。
美国阿拉巴马大学伯明翰分校的Michael S. Saag医学博士及其同事们收集了自2018年发布上一份IAS-USA建议以来的新证据，研究了新的数据，并将它们纳入到当前的建议中。
这些作者收录了549份引文，作为提出这些新建议的证据基础。对于所有检测到病毒血症的HIV感染者，建议尽快进行抗逆转录病毒治疗。大多数患者可以从纳入一种整合酶链转移抑制剂的三药物或两药物治疗方案开始治疗。对于可能怀孕的患者、有特殊临床症状的患者、患有机会性疾病的患者或有医疗保健获得问题的患者，可以选择有效的治疗方案。在等待监管机构批准和药物供应期间，建议首次使用长效抗逆转录病毒治疗方案，每4周或每8周注射1次进行治疗。对于有感染HIV风险的人，建议采用口服方案进行暴露前预防（preexposure prophylaxis）。建议在治疗前和治疗期间监测有效性和安全性。目前，因病毒学失败而转换治疗的情况比较少见。
5.JAHA：HIV感染者社区获得性肺炎与心血管事件风险
doi:10.1161/JAHA.120.017645
未感染HIV的患者因社区获得性肺炎（CAP）住院治疗会增加心血管疾病（CVD）事件的风险。近日，心血管疾病领域权威杂志JAHA上发表了一篇研究文章，研究人员旨在评估CAP住院后，HIV感染者（PLWH）是否比未感染HIV的个体具有更高的CVD或死亡风险。 研究人员分析了美国退伍军人老龄化队列研究2003年4月至2014年12月期间的数据 ，并使用Cox回归分析确定从入院之日起至出院后30天（30天死亡率）期间HIV感染状况是否与CVD事件和死亡率相关，并调整了已知的CVD危险因素。
研究人员纳入了4384例患者（67％[n=2951]PLWH）。与未感染HIV的CAP患者相比，因CAP住院的PLWH较年轻，CAP严重程度较低且CVD危险因素较少。在多变量校正分析中，与未感染HIV相比，PLWH个体的CVD风险相似（风险比[HR]为0.89；95％CI为0.70-1.12），但HIV感染与更高的死亡风险相关（HR为1.49；95％CI为1.16-1.90）。在按HIV状况分层的模型中，CAP严重程度与PLWH和未感染HIV的患者的CVD和30天死亡率显著相关。
6.DCR：CD4/CD8比值可以作为HIV 阳性患者高级别肛门异型增生和肛门癌风险的新标志物
doi: 10.1097/DCR.0000000000001763
艾滋病毒感染者有肛门发育不良或癌变的风险，因此，需要针对肛门癌发生风险增加客观标志物。CD4/CD8比率低与艾滋病毒感染者的整体癌症风险增加有关，但尚未进行量化肛门癌风险的检查。因此，本项研究假设低的CD4 / CD8比值与发生高度肛门发育异常和癌症的风险增加相关。
本项研究对美国威斯康星州2002年至2018年间艾滋病毒感染者进行了回顾性研究。将晚期疾病（高度肛门发育不良和/或肛门癌）患者与肛门细胞学检查阴性的患者进行比较。主要观察结局是CD4 / CD8的比值与艾滋病患者肛门发育不良或癌变的相关性。
研究人员共检查了377名艾滋病毒携带者：266名细胞学检查阴性和111名处于疾病晚期（16例癌症，95例高级肛门发育不良）。晚期疾病患者的平均CD4 / CD8比率低于阴性筛查的患者（0.26 vs 0.47，p <0.001）。在调整后分析中，最低比率或最接近的比率增加1个单位可降低晚期疾病的发生风险（OR，0.10； 95％CI，0.02-0.45；p = 0.002）和（OR，0.31； 95％CI，0.12-0.83 ；p= 0.02）。使用CD4 / CD8比值作为晚期疾病危险因素的最佳阈值的最低点比值为0.47（敏感性0.59和特异性0.91），最接近比值为0.95（敏感性0.56和特异性0.92）。
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