在发生性行为时,HIV是如何传给对方的?本周的《细胞·报告》期刊报道的一项突破性研究,让我们前所未有地看见HIV传播的全过程。这项研究还为艾滋病防治策略提供了全新的见解。众所周知,性行为是艾滋病病毒传播的主要方式之一。但是,HIV是如何穿过生殖器粘膜,最终抵达免疫系统中的靶细胞的?我们却知之甚少。在先前的研究中,科学家主要从生化指标或形态学的角度去研究HIV传播的过程。
在《细胞·报告》(Cell Reports)杂志最新发表的一项研究中,来自法国第五大学的研究人员在他们构建的体外尿道粘膜模型中,运用实时成像技术,首次直观地看到了HIV在性行为中的传播过程。研究人员用绿色荧光蛋白标记HIV。当HIV感染T细胞时,如下面的视频所示,T细胞也能呈现绿色荧光。但是,正常情况下,你的T细胞显然不会通过性交行为进入性伴侣的体内。这是因为生殖器官中有一层上皮细胞起到屏障作用。
那么,T细胞中的HIV是如何穿越上皮细胞,感染性伴侣的呢?视频为我们展现了这一过程。在视频中,被绿色荧光蛋白标记的HIV感染的T细胞,与重建的尿道黏膜组织上皮细胞(蓝色)相遇。当被感染的T细胞和上皮细胞接触时,会形成一种在细胞表面突出的病毒学突触结构。T细胞细胞膜的重排刺激了可感染的HIV的产生,后者在视频中以绿色荧光点呈现。
然后,就像科幻片里冲击枪发出的绿色荧光射线一样,病毒颗粒在电光火石之间通过突触穿过了黏膜上皮细胞。值得注意的是,在这一过程中上皮细胞并没有被感染:病毒只是通过胞吞作用被裹在小泡里穿过了细胞。而一旦它像这样穿过了整个上皮细胞层,就会被基质中的巨噬细胞所捕获。在观察影像的过程中,研究团队注意到一个惊人的现象:被感染的T细胞似乎直接瞄准了位于巨噬细胞之上的上皮细胞。
一两个小时后,一旦病毒产生和流出的过程结束,两个细胞的接触过程也结束,受感染的T细胞继续运动,寻找下一个感染对象。这些被感染的T细胞存在于所有类型的生殖器官感染中。虽然游离病毒可以在黏膜的细胞间隙中游走,但它们穿透黏膜的效率比细胞内的病毒低得多,后者可以利用病毒学突触和胞吞作用穿越整个粘膜上皮细胞层。
在接下来的20天里,这些巨噬细胞会继续产生并释放病毒,随后它们就进入了不产生病毒的潜伏状态,但病毒依然储存在这些巨噬细胞中。这为艾滋病治疗方案的研发带来了新的挑战:相比于已得到广泛研究的、HIV潜伏在血液T细胞里的过程,病毒经由生殖器粘膜进入巨噬细胞的过程的发生时间要早得多。
虽然使用抗逆转录病毒疗法可以使病毒保持潜伏状态,但是一旦停止这种疗法,病毒就会停止潜伏并继续传播,“因此,我建议在感染病毒的早期就采取措施来避免病毒进入这种潜伏状态,这也是为什么我认为在粘膜上发挥作用的疫苗才是患者真正需要的。因为不能等。”这是她的研究团队已经着手研究的课题。“我们正在想办法净化那些储存了病毒的细胞,因为一旦能够迫使病毒从这些细胞中出来,我们就能杀死它们。
我们的另一部分工作是开发一种粘膜艾滋病毒疫苗,”她说。“这是个非常复杂的研究领域,但我认为它很重要。”