艾滋病有多可怕？


犹记得金球奖获奖影片《The Normal Heart》中的镜头。1981年，艾滋作为一种前所未见的免疫系统缺陷疾病在纽约出现。由于它集中发生在男同性恋当中，所以在当时又被称为“同志病”。当时还没有人知道这个病是怎么来的，该怎么预防。时尚记者菲尼克斯就是艾滋病魔大屠杀中的牺牲品之一。从惊艳出场到迅速发病，他希腊雕塑一样的轮廓和爱琴海一般的眼眸，都在病痛的折磨下迅速失去了光泽和生气。他的事业、爱情、社交都在病魔的碾压下支离破碎。最后，短短几年，枯槁死去。



迄今，打败艾滋病仍是一个未完成的挑战。这主要是因为艾滋病的病原体HIV病毒（人类免疫缺陷病毒）能藏匿在人体自身细胞中，来逃避免疫系统监测。


日前，一项激动人心的研究成果发布在《分子治疗》杂志（Molecular Therapy）上。研究显示，美国天普大学路易斯卡兹医学院（LKSOM）和匹兹堡大学的科学家已经可以清除实验小鼠体内的HIV病毒，从而避免HIV感染进一步发展成为艾滋病。这是科学家首次在动物模型中完全消除病毒DNA，为下一步开展人类临床试验做了良好的铺垫。


最激动人心的是，科学家指出，这项研究使用了一组“人源性”的模型。在该模型中，科学家给实验小鼠移植入人类的免疫细胞并使之感染病毒。


这项新研究由天普大学病理学系副教授Wenhui Hu等人完成。该研究建立在该研究小组2016年发表的概念验证性研究基础之上。在之前的研究中，他们的治疗清除了实验小鼠大多数组织中的HIV病毒。


一年后，他们已经能够清除实验小鼠每一个组织中的HIV病毒。


“我们的新研究更加全面了。”Hu博士说，“我们证实了以前的研究数据，并提高了基因剪辑的效率。我们还证实了该技术在另外两种老鼠模型中也有效，一种代表小鼠细胞的急性感染，另一种代表人体细胞的慢性或潜伏性感染。”


研究人员对三组小鼠进行了实验。

第一组是感染HIV-1病毒的小鼠。

第二组是感染急性EcoHIV病毒的小鼠（相当于人类感染了HIV-1病毒）。

第三组小鼠被“人源性”处理，首先移植人类的免疫细胞，然后使之感染HIV-1病毒。



治疗第一组小鼠时，科学家成功地从基因水平灭活了HIV-1，减少了高达95%病毒基因的RNA表达，从而证实了他们的前期研究。


治疗第二组小鼠面临更多挑战：病毒更容易传播扩散和自体繁殖。“在急性感染期，HIV复制更加活跃。”Khalili博士解释，“在感染了EcoHIV的小鼠身上，我们可以研究CRISPR/Cas9治疗方案在阻止病毒复制和预防全身性感染的能力。”CRISPR/Cas9技术利用靶向标识，识别突变的位置；基因剪切酶，像一把小剪刀，在想要的位置精准切割DNA，让基因中的特定部分被切除。这种方法消除了小鼠体内96%的EcoHIV感染，为使用CRISPR/Cas9系统根除HIV-1提供了第一个证据。


最后，他们开始治疗第三组小鼠：种植了人类免疫细胞的小鼠，小鼠体内还植入了HIV病毒最喜欢的藏身之处——T细胞。Hu博士解释，“这组小鼠携带着潜伏期的HIV病毒。这些病毒藏匿在人类T细胞基因组中，可以逃脱免疫系统的监测。在应用CRISPR/Cas9单次治疗后，病毒片段便从嵌在小鼠组织和器官中的、感染潜伏期的人类细胞中彻底清除。


这项新研究标志着攻克艾滋病旅程上的一个重大进展。


“下一阶段，我们将在灵长类动物中重复这项研究。灵长类动物是比小鼠更适合研究HIV感染所致疾病的动物模型。这些研究将帮助我们进一步了解，机体是如何清除潜伏期T细胞和其他HIV-1藏匿处的病毒DNA的，如脑细胞等。”Khalili博士说，“我们的最终目标是在人类患者身上进行临床试验检验其疗效。”




什么是CRISPR，怎么用？


CRISPR-Cas9是用于精准剪辑DNA的工具，在细菌中发现的。CRISPR是“规律成簇的间隔回文重复”（Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats）的缩写。该技术包含DNA切割酶和一个用于靶向定位的小标识。通过编辑小标识，科学家能够将DNA切割酶定位到特定区域，并在选定的位置做精确切割。


CRISPR-Cas9已被应用于剪辑“沉默”基因，可以有效地关闭它们。CRISPR-Cas9剪下一小段DNA，然后细胞器修复ＤＮＡ断裂处。这样，研究人员就能精准地剪掉基因组中的特定基因。此前该技术已被用于编辑HBB基因导致的β-地中海贫血。

（文/干玎竹）