人免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)感染后會(huì)引起艾滋病,這最初是一種可怕致命傳染病;但隨著研究和藥物的發(fā)展現(xiàn)在可以控制為慢性進(jìn)展,但仍無(wú)法功能性治愈或根除。
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HIV是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒,大小約120 nm,其基因組包含兩條RNA鏈包含九個(gè)基因(gag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr和vpu)組成,總長(zhǎng)度小于10 kb,編碼HIV在宿主細(xì)胞中復(fù)制所需的15種蛋白。
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HIV分為HIV-1和HIV-2,HIV-1源于黑猩猩,HIV-2源自烏白眉猴。
HIV-2的毒力和傳染性較弱,因此傳播范圍局限于西非,而HIV-1已在全球傳播,所以常說(shuō)的抗艾藥物,都針對(duì)HIV-1病毒。
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艾滋病毒能在全球范圍內(nèi)傳播,主要原因是該病毒在感染后數(shù)年才會(huì)出現(xiàn)明顯癥狀,所以會(huì)在發(fā)現(xiàn)前傳播給更多新宿主,導(dǎo)致指數(shù)級(jí)傳播。
這與其他病毒如埃博拉病毒不同,埃博拉病毒感染后幾天內(nèi)殺死宿主,從而無(wú)法全球大范圍傳播。
但HIV如不及時(shí)干預(yù),最終會(huì)導(dǎo)致獲得性免疫缺陷綜合癥(AIDS),未經(jīng)治療的患者預(yù)期壽命約為11年。
HIV感染分三個(gè)階段:
感染后第一階段,可能會(huì)出現(xiàn)流感樣癥狀、發(fā)燒或淋巴結(jié)腫大,并可能持續(xù)一到兩周。
HIV進(jìn)入體內(nèi)后,病毒開(kāi)始感染免疫細(xì)胞,特別是CD4+ T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞(DC),并以極高速度復(fù)制,血漿病毒水平可達(dá)數(shù)百萬(wàn)/mL。
與此同時(shí),CD4+ T細(xì)胞數(shù)量減少,CD8+ T細(xì)胞被激活并開(kāi)始?xì)⑺啦《荆瑫r(shí)體內(nèi)產(chǎn)生針對(duì)病毒的抗體,導(dǎo)致病毒血漿水平在初始峰值后下降。
下一階段是無(wú)癥狀潛伏期,平均可持續(xù)11年,甚至可長(zhǎng)達(dá)20年。
最后一個(gè)階段是艾滋病階段,隨著CD4+ T細(xì)胞水平變得過(guò)低,無(wú)法控制機(jī)會(huì)性感染,患者進(jìn)入艾滋病(AIDS)階段。
當(dāng)免疫細(xì)胞水平下降到每mm3有200個(gè)淋巴細(xì)胞時(shí),艾滋病階段就開(kāi)始了,同時(shí)病毒水平再次增加到每毫升約500拷貝。
最終由于器官的機(jī)會(huì)感染導(dǎo)致死亡。
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HIV在1-2周內(nèi)傳播到全身。通過(guò)HIV包膜(Env)糖蛋白復(fù)合物附著在宿主細(xì)胞上進(jìn)行,該復(fù)合物由gp160多肽翻譯后裂解后形成的3個(gè)gp41和3個(gè)gp120蛋白構(gòu)建。
關(guān)于HIV病毒的基礎(chǔ)文章我們寫(xiě)過(guò)很多:
目前,艾滋病毒感染仍然無(wú)法治愈,需要終生治療。因此“治愈”的概念和技術(shù)一致非常誘人!
01
干細(xì)胞移植
HIV除CD4受體外,還需CCR5作為輔助受體。
當(dāng)CCR5編碼區(qū)缺失32個(gè)堿基對(duì)(CCR5Δ32/Δ32)的突變會(huì)阻止CCR5在細(xì)胞表面的表達(dá),同時(shí)阻止HIV和宿主細(xì)胞結(jié)合。
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第一位艾滋病治愈患者稱(chēng)為“柏林患者”,他除了感染艾滋病毒外還患有急性髓性白血病(AML),并接受了兩次CCR5Δ32/Δ32同種異體干細(xì)胞移植,從而導(dǎo)致無(wú)法被HIV感染實(shí)現(xiàn)了治愈。
更多類(lèi)似的例子包括倫敦患者患有霍奇金淋巴瘤,杜塞爾多夫患者合并AML,及紐約患者患有白血病。
盡管干細(xì)胞移植確實(shí)有效,但對(duì)于廣泛的 HIV 患者說(shuō)是不可行的,因?yàn)樵撌中g(shù)風(fēng)險(xiǎn)高,死亡率高,非常昂貴,只能在專(zhuān)門(mén)的中心進(jìn)行。最重要的是沒(méi)有足夠的潛在CCR5Δ32/Δ32供體(<1%的白種人)。
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02
基因藥物治療
使用干擾RNA(RNAi),雙鏈RNA 、小/短干擾RNA (siRNA)、小/短發(fā)夾RNA(shRNA)中靶向mRNA分子等 RNA 技術(shù)。
以及使用鋅指核酸酶(ZFN)、轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)核酸酶(TALEN)和CRISPR/Cas-9等基因編輯技術(shù)。
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靶點(diǎn)是CCR5或HIV病毒本身,對(duì)它們的基因編輯(離體和體內(nèi))已被探索作為治愈 HIV 的靶點(diǎn)。
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03
HIV 用疫苗
HIV疫苗分為兩種:預(yù)防性和治療性疫苗。
對(duì)于預(yù)防性疫苗,接種后產(chǎn)生高效中和抗體,從而預(yù)防HIV感染。疫苗開(kāi)發(fā)面臨的挑戰(zhàn)包括缺乏已知免疫相關(guān)性、合適的動(dòng)物模型及病毒的高突變率,導(dǎo)致病毒遺傳多樣性極高。
可用的疫苗潛在表位是Env、V2apex、MPER和CD4受體。
而疫苗的技術(shù)包括亞單位疫苗、病毒疫苗載體(如腺病毒和痘病毒),DNA疫苗、DC 疫苗等。
治療性疫苗可以通過(guò)接種疫苗刺激宿主自身免疫系統(tǒng),間接實(shí)現(xiàn) HIV 的治療。
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04
CAR-T 細(xì)胞療法
CAR-T細(xì)胞療法針對(duì)HIV有兩種治療策略。
CD8+ 類(lèi)型的CAR-T細(xì)胞旨在通過(guò)提供補(bǔ)充細(xì)胞毒性 T 淋巴細(xì)胞 (CTL) 直接恢復(fù)針對(duì) HIV感染細(xì)胞的細(xì)胞毒性功能。
領(lǐng)外一種,主要是CCR5修飾的CD4+ T細(xì)胞,該策略側(cè)重于通過(guò)引入耐感染性T細(xì)胞來(lái)激活HIV特異性免疫。
這兩種策略似乎既有前途又互補(bǔ)。需要進(jìn)一步的研究,包括探索聯(lián)合療法,以?xún)?yōu)化其潛在療效。
除了 CAR-T 外還有類(lèi)似的 CAR-NK 療法。
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05
結(jié)論
在尋找HIV治療的探索已經(jīng)取得了非常好的成就,經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)治療的 HIV 感染患者,預(yù)期壽命得到了極大的提高。
但是在實(shí)現(xiàn)治愈的角度還是非常有挑戰(zhàn)的!不過(guò)目前很多先進(jìn)的生物基因技術(shù)在朝著這個(gè)目標(biāo)不斷前進(jìn),相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)會(huì)實(shí)現(xiàn) HIV 的治愈!
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