寻找根治艾滋病的阿喀琉斯之踵

作者: 孙玮玮, 王建华

来源: 中国科学院上海巴斯德研究所

发布日期: 2018-07-12 07:31:00

本文讨论了艾滋病的现状、治疗进展以及科学家们为根治艾滋病所做的努力,特别是中科院上海巴斯德研究所王建华课题组发现的关键宿主蛋白SUN2,为艾滋病根治策略提供了新的思路。

对于艾滋病,可能很多人都是“谈艾色变”。艾滋病全称是“获得性免疫缺陷综合征”(英文名:Acquired Immunodeficiency Syndrome,缩写AIDS),是人类免疫缺陷病毒I型(HIV-1)引起的一种病死率极高的重大传染病。截止到2017年底,中国累计报道758610例,2017年新增感染者134512例,死亡30718例,防控形势依然严峻。

艾滋病听起来很可怕,但随着近年来医学科技进步、新药研发等,目前对于艾滋病的治疗已经有了一些进展,也让艾滋病从“世纪瘟疫”逐渐变成“慢性病”。HIV是一种逆转录病毒,其逆转录过程就是在病毒逆转录酶的作用下,以病毒RNA为模板合成前病毒DNA的过程。HIV病毒感染人类免疫系统细胞,摧毁或损害其功能。感染初期没有症状,但随着感染的发展,免疫系统开始变弱,患者更加容易遭受所谓的机会性感染。

HIV病毒感染者可能经过10-15年才会患艾滋病,而抗逆转录病毒药物可以进一步延缓这一进程。

抗逆转录病毒药物治疗(ART)是目前广泛使用的治疗指导方案,可显著降低患者的病死率。但是,它也存在着较大的问题,比如易诱发耐药性、毒副作用大、病人需要终生服药。而且,这个治疗方案并不能清除潜伏的HIV,无法实现根治艾滋病。

HIV是一种逆转录病毒,它的基因组逆转录为DNA后整合到宿主基因组中,这样就建立了潜伏感染。它们主要“藏匿”在肠系膜淋巴结、肠黏膜组织、生殖道黏膜组织及中枢神经系统等地方。这些潜伏的HIV病毒,如同穿了隐身衣,免疫系统和ART疗法都对之无可奈何。所以说,HIV潜伏库的存在是当前实现艾滋病根治的主要难点。

目前,科学家们主要开发两种策略清除潜伏的HIV病毒:方案一:直接切除整个基因组。利用基因编辑技术(如CRISPR/Cas9)高效切除基因组中整合的HIV。方案二:“激活-杀灭”模式。利用细胞信号通路调节剂或表观遗传学修饰调节剂等,引蛇出洞,激活潜伏的HIV。然后,联合ART或免疫治疗杀灭激活的病毒或感染细胞,以达到清除潜伏病毒的目的。

要想根治HIV/AIDS,必须要深入研究病毒潜伏机制。

HIV病毒的逆转录、转录和翻译过程是一个复杂的调控体系,参与调控的包括病毒的长末端重复序列(LTR)以及一系列调控因子和酶。科学家们发现,HIV的启动子——LTR主宰着HIV前病毒DNA的转录,它的活跃度决定了HIV处于潜伏还是复制状态。当LTR活跃时,HIV启动转录;当LTR沉默时,HIV则处于潜伏状态。而LTR活性受病毒侵入的细胞(也就是“宿主细胞”)多因素的调控。

最近,中科院上海巴斯德研究所王建华课题组发现了一种调控HIV复制和潜伏的关键宿主蛋白——SUN2(Sad, UNC-84 domain protein)。SUN2位于细胞内层核膜上,与细胞核里边的核纤层蛋白——Lamin A/C相结合。科学家发现,SUN2与LaminA/C的相互作用,就像一个开关,可以调控HIV病毒的复制和潜伏。

Lamin A/C可以把SUN2锚定到LTR上,让LTR区域形成抑制性染色质,从而抑制LTR活性,使HIV处于潜伏和无法复制状态;而当SUN2与Lamin A/C分离,HIV-LTR区域则转变为松散的常染色质状态,HIV-LTR活跃度增加,HIV可重新启动转录,潜伏的病毒得以再激活。因此,调节SUN2与Lamin A/C的“合”与“分”,就可以调控HIV的潜伏和复制。

鉴定调控HIV潜伏和再激活的关键宿主蛋白,就像找到了潜伏HIV的阿喀琉斯之踵,为病毒根治策略发展提供了宿主新靶点!

此次的发现,为根治艾滋病策略提出了一条新的思路,人们在抗艾道路上又向前迈出了一步。尽管现在艾滋病病毒还有太多的迷雾等着一一揭开,但是科学家们还一直在进行深入的研究,希望终有一天人类将寻找到治愈艾滋病的方法。

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