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2021年2月HIV研究亮点进展

  1. HIV
  2. 核孔
  3. 细胞核
  4. 抗逆转录病毒药物
  5. 疫苗
  6. SAMHD1
  7. 精英控制者
  8. 粪便微生物群移植

来源:本站原创 2021-02-28 23:21

2021年2月28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

2021年2月28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2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.Cell:重大突破!HIV完整无损地通过核孔进入细胞核,并在那里释放它的基因组
doi:10.1016/j.cell.2021.01.025

在一项新的研究中,来自德国马克斯-普朗克生物物理研究所、海德堡欧洲分子生物学实验室和海德堡大学医院的研究人员首次成功地对转运到被感染细胞的细胞核的过程中的人类免疫缺陷病毒(HIV,俗称艾滋病病毒)进行了成像。通过成像获得的电子断层图像显示了这种病毒的蛋白包膜通过核孔---细胞核周围膜上的开口,允许分子进出。他们发现,这种病毒完好无损地通过核孔,只是在细胞核内破裂,并在那里释放它的遗传信息。这阐明了这种病毒的遗传物质整合到被感染细胞基因组中的一个重要机制。相关研究结果发表在2021年2月18日的Cell期刊上,论文标题为“Cone-shaped HIV-1 capsids are transported through intact nuclear pores”。


图片来自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.01.025。

HIV-1是这项研究的重点,它主要感染免疫系统中的某些细胞,从而大大削弱了人体自身对疾病的防御能力。这种病毒的遗传物质被安全地包装在一种称为“衣壳(capsid)”的圆锥形蛋白胶囊中。科学家们已知道,在感染过程中,这种衣壳如何穿过细胞膜进入细胞内部,但不知道这种病毒的遗传物质是如何从衣壳进入细胞核,并在那里引发新病毒的形成。

这就是这项研究的切入点。利用新开发的对病毒感染细胞中的分子复合物进行三维成像的方法,这些研究人员成功地对这种病毒衣壳在运输到细胞核的过程中直接成像。论文共同通讯作者、海德堡大学医院传染病学中心医学主任Hans-Georg Kräusslich解释说,“在此之前,人们都认为这种衣壳不适合通过核孔。然而,HIV病毒基因组如何进入细胞核的问题对它的增殖至关重要。因此,我们的结果支持寻找未来治疗方法的新靶标。”虽然目前的治疗方案可以抑制这种病毒在体内的增殖,但真正消除它的治愈方法迄今为止还是不可能实现的。

2.Lancet子刊解读!新研究表明终身抗逆转录病毒药物治疗有望根除HIV母婴传播
doi:10.1016/S2352-3018(20)30308-8

抗逆转录病毒药物是预防和治疗艾滋病毒(HIV)感染的重要工具。一项针对坦桑尼亚孕妇的新研究表明,终身抗病毒治疗似乎也能防止这种病毒从母体传播给婴儿。这项研究部分由瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员进行,并于2021年2月11日在线发表在Lancet HIV期刊上,论文标题为“Long-term virological outcomes in women who started option B+ care during pregnancy for prevention of mother-to-child transmission of HIV in Dar es Salaam, Tanzania: a cohort study”。这些研究结果对世界卫生组织(WHO)在中低收入国家的HIV预防工作做出了有希望的贡献。

8年多以前,WHO发布了称为“方案B+(Option B+)”的建议,以便在中低收入国家的怀孕期间和怀孕后的女性中更简单、更有效地预防和治疗HIV。方案B+计划的一个方面是确保感染HIV的孕妇在怀孕期间尽早开始接受终身抗病毒药物治疗,即抗逆转录病毒疗法(ART)。方案B+在预防HIV母婴传播方面取得了重要突破。

3.实验性HIV疫苗一期临床试验效果显著 97%接种者出现针对性的免疫反应
新闻来源:Experimental HIV vaccine primed immune system as first stage in production of broadly neutralizing antibodies

近日,国际艾滋病疫苗倡议协会(IAVI)和Scripps研究所联合宣布,一项针对一种预防HIV感染的新型疫苗策略的第一阶段临床试验已经取得了非常有希望的结果,这种新型疫苗能成功刺激罕见免疫细胞的产生,而这些免疫细胞最开始能够产生抗体来抵御快速突变的病毒以及感染,在接种疫苗的参与者中,有97%的受试者都产生了有针对性的反应。

IAVI中和抗体研究中心的研究者William Schief表示,这项研究证明了一种新型HIV疫苗概念的原则,而这一概念也可以应用于其它的病原体。我们与其他研究人员通过联合研究后证明,这种疫苗能刺激具有特定特性的罕见免疫细胞,而且这种靶向刺激作用在人类机体中非常有效,我们相信,这种方法或将成为HIV疫苗开发的关键,对于制造对抗其它病原体的疫苗也至关重要。研究者Schief在国际艾滋病协会HIV预防研究虚拟会议上阐述了这一研究结果。

这项研究为后期科学家们进行更多的临床试验奠定了一定的基础,这些试验将会寻求完善和扩展这种方法,其长期目标就是制造出一种安全有效的HIV疫苗,下一步,IAVI和Scripps研究所将与生物技术公司Moderna合作开发并检测一种基于mRNA的疫苗,并利用这一方法来产生同样有益的免疫细胞,而利用mRNA技术将会大大加快HIV疫苗的开发步骤。目前HIV在全球影响着3800万人的健康,众所周知,其是最难利用疫苗靶向作用的病毒之一,这在很大程度上是因为HIV会不断进化为不同的毒株来逃避宿主机体免疫系统的攻击。

4.Nat Commun:揭示人蛋白SAMHD1识别HIV等病毒感染的机制
doi:10.1038/s41467-021-21023-8

人类拥有一个强大的多层次防御系统,保护我们免受病毒感染。更好地了解这些防御系统和病毒用来逃避它们的技巧,可以为治疗病毒感染和可能的其他疾病开辟新的途径。例如,一种名为SAMHD1的人类蛋白通过消耗病毒基因组复制所需的脱氧核苷酸来阻碍人类免疫缺陷病毒(HIV)和其他病毒的复制。长期以来,这种蛋白是否以及如何在感染时被激活一直是个谜。


SAMHD1与短的磷硫酰化寡核苷酸之间可以的相互作用,图片来自Nature Communications, 2021, doi:10.1038/s41467-021-21023-8。

如今,在一项新的研究中,来自美国德克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心的研究人员发现,SAMHD1能够识别核酸中的一种独特的分子模式。这种称为“磷硫酰化(phosphorothioation)”的分子模式可能会作为行动的信号。这就像皇宫城墙上的哨兵,看到远处有入侵的部落,就会召集部队到战位。相关研究结果于2021年2月2日发表在Nature Communications期刊上,论文标题为“Nucleic acid binding by SAMHD1 contributes to the antiretroviral activity and is enhanced by the GpsN modification”。

5.Autophagy:HIV感染治疗新思路!科学家开发出了一种创新性的治疗措施来优化宿主免疫系统从而清除HIV!
doi:10.1080/15548627.2021.1874134

目前科学家们迫切需要改善针对HIV-1感染患者的传统治疗手段;近日,一篇发表在国际杂志Autophagy上的研究报告中,来自法国国家劳动安全及研究中心等机构的科学家们通过研究开发了一种新型治疗方法来恢复免疫细胞的效力。

很多HIV-1感染者需要进行日常的抗病毒疗法来控制机体的感染,然而这些药物往往会诱发明显的副作用,且并不能完全恢复宿主机体免疫系统的功能;一类称之为“精英控制者”(elite controllers)的特殊患者群体则能在在感染状态下生存且并不需要任何药物来干预。研究者Julien van Grevenynghe教授说道,这些感染者或许代表了一个令人难以置信的模型,其能帮助我们在分子水平上来改善针对其他感染者的治疗;这也就是为何免疫学家一直在进行研究来寻找精英控制者和常规疗法治疗患者之间差异,从而开发抵御HIV-1感染的新型武器。

6.Science:人体具备抵抗HIV的天然警报系统
doi:10.1126/science.abe1707

在2月4日发表在《Science》杂志上的一项研究中,位于圣路易斯的华盛顿大学医学院的研究人员确定了一种潜在的方法,可以消除潜伏在被感染的免疫细胞内部的潜在HIV感染。研究人员对人体免疫细胞进行研究后发现,这种细胞具有天然的警报系统,可以检测特定HIV蛋白的活性。该策略不是根据病毒的外观(大多数免疫疗法的基础)攻击病毒,而是根据病毒的作用(即病毒存在所需的重要活动)攻击病毒。

文章作者,资深教授Liang Shan博士说:“我们确定免疫系统的一部分可以识别并攻击艾滋病毒的核心功能,无论其突变程度如何。这增加了清除单个患者中所有休眠病毒的可能性。对于患者而言,即使他们与治疗一致并且没有任何症状,进行可能将其HIV状况从阳性改变为阴性的治疗也会对他们的生活产生巨大影响。”

7.Nat Commun:安慰剂对照试验:粪便微生物群移植治疗HIV
doi:10.1038/s41467-021-21472-1

最近,研究人员进行了一项试点双盲研究,其研究了30名接受抗逆转录病毒治疗(ART)且CD4/CD8比值<1的HIV感染受试者。患者随机接受每周粪便微生物菌群胶囊或安慰剂治疗8周。粪便捐献者根据其微生物群标志进行合理选择。

研究人员报告说,粪便微生物群移植(FMT)是安全的,与严重的不良事件无关,并能减轻HIV相关的菌群失调。(生物谷 Bioon.com)

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