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HIV为何这么难治

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人类免疫缺陷病毒(humanimmunodficincyvirus,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。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(lntivirus),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。

迄今为止,全世界只报道了仅有的一名“柏林病人”TimothyRayBrown被认为完全治愈了HIV。年,Brown医院进行白血病治疗后,他体内的HIV病毒完全消失。在进行白血病治疗时,Brown首先接受放疗,用来杀死癌细胞和骨头里制造癌细胞的干细胞,随后通过骨髓移植手术,植入了一位健康人的骨髓,以产生新的血细胞。接受治疗后,Brown先生的白血病有所好转,而且体内的HIV病毒水平也急剧下降,仪器也无法检测出,令人欣喜的一直到现在Brown都没有检测出HIV病毒,更令人吃惊的是普通HIV病人要服用的抗逆转录酶病毒药物他也一直没有服用。但是随后科学家将这种疗法在和猴子和患有淋巴瘤的HIV病人体内进行施展时,结果都不能治愈HIV。据此,科学家认为向Brown先生捐赠骨髓的人起到了不可或缺的重要作用,原因都在于这位捐赠者的基因CCR5发生一种罕见突变。

这只是一个小插曲,毕竟仅仅只有一例,而且也无法复制。HIV感染的持久性和顽强性已有很好的文件记载。自从上个世纪八十年代以来,显著的医学进步已导致HIV/AIDS从一种绝症转变为一种可控制的疾病。现在的抗逆转录病毒药物通常组合使用,其种类包括进入抑制剂,其功能为干扰HIV结合到宿主细胞上;核苷逆转录酶抑制剂,其功能为抑制HIV整合进宿主细胞DNA;整合酶抑制剂,其功能为阻断一种关键性的HIV病毒酶,即整合酶;蛋白酶抑制剂,其功能为阻断一种在HIV病毒颗粒成熟中发挥关键作用的蛋白酶。然而,还没有疫苗、药物或疗法能够永久性地治愈HIV感染病人。

那么HIV究竟为什么那么难以治愈?下面的这些研究可以回答这个问题。

1.Scinc:史上最详细HIV包膜三维结构

这项研究首次解析出HIVEnv三聚体处于自然状态下的高分辨率结构图,其中HIV利用Env三聚体侵入宿主细胞。图片来自ThScrippsRsarchInstitut。

先想象一下一架飞机准备着陆。接着,想象一下机场覆盖着大量的铁丝网。这就是人体内的抗体试图中和HIV时所面临的类似挑战。

论文通信作者、斯克里普斯研究所(ThScrippsRsarchInstitut,TSRI)副教授AndrwWard说,“人免疫系统能够产生免疫反应,但是这些反应不能有效地攻击这种病毒。”

理想地,抗体能够靶向作用于HIV的Env三聚体,即三个松散连接的蛋白,从HIV病毒包膜伸向外面,能够让该病毒与宿主细胞融合,从而感染它们。这种“融合复合体(fusionmachinry)”也一种非常重要的靶标,这是因为它的结构是高度保守的,这就意味着同样的脆弱位点存在很多种HIV毒株中,作用于这些位点的抗体很可能是广谱中和抗体。不幸的是,一种被称作多聚糖(glycan)的糖分子保护物阻止很多抗体达到这个区域。

为了开发一种抵抗HIV的疫苗,科学家们需要详细地绘制这些多聚糖的结构图以便揭示出这种保护物中存在的小漏洞,这样抗体就可能穿过这些小漏洞,从而中和这种HIV。

然而,这种HIVEnv三聚体极其不稳定,这是使得科学家们很难捕捉到好的结构图片。部分上由于这种限制,TSRI和其他机构之前的研究只能获得截断的Env三聚体或通过突变而变得稳定的Env三聚体高分辨率结构图。在此之前,也没有人能够观察到处于自然状态下的这种三聚体和它的多聚糖防御结构。

在一项新的研究中,TSRI的研究人员解析出负责识别和感染宿主细胞的HIV蛋白的高分辨率结构图片。相关研究结果发表在年3月4日那期Scinc期刊上,论文标题为“Cryo-EMstructurofanativ,fullyglycosylatd,clavdHIV-1nvloptrimr”。

这项研究是首次解析出这种被称作包膜糖蛋白三聚体(nvlopglycoprotintrimr,以下称Env三聚体)的HIV蛋白处于自然状态下的结构图。这些也包括详细地绘制这种蛋白底部的脆弱位点图,以及能够中和HIV的抗体结合位点图。

2.Lif:揭示HIV两种产生耐药性的基因突变方式

自从HIV/AIDS从年首次出现以来,这种疾病的治疗方法发生很大的变化。当抗逆转录病毒药物当初首次被使用时,几乎每个病人在药物使用的第一年内就产生耐药性。然而,如今,耐药性非常罕见,而且HIV病人通常能够维持健康生命。

在分析项病人记录后,来自美国斯坦福大学的AlisonFdr和同事们发现在病人体内,HIV以两种不同的方式获得耐药性,这可能代表着病人所服用药物的有效性。这种病毒首先通过让它自身的基因多样性最大化来克服药物的作用。但是,随着时间的推移,这种病毒牺牲基因多样性以便对先进的更加广泛有效的治疗药物产生耐药性。

通过将历史上的HIV记录和斯坦福大学HIV耐药性数据库结合在一起,研究人员发现两种特异性的突变方式能够被用作评价治疗可行性的指示标志。

在某些情形下,HIV通过在宿主内获得基因多态性而产生耐药性。HIV群体中较高的突变发生率让这种病毒有更多的机会同时产生多种耐药性突变,这些突变同时在病人的整个HIV群体中扩散,因而维持较高的多样性。

另一种突变方式是HIV成功地只产生单个耐药性突变。当这单个突变在整个身体中扩散时,HIV变成遗传上同质性的。在HIV群体中,单个突变产生耐药性的情形是比较罕见的。

发现HIV病毒如何对不同的治疗药物作出反应,将有助科学家们确定一种药物的有效性,也有助于科学家们开发出新的治疗药物。(Lif,14Fbruary,doi:10./Lif.)

3.HIV耐药毒株让预防药物特鲁瓦达失效

加拿大多伦多枫叶诊所在的医生,上周在美国波士顿的逆转录病毒和机会性感染国际会议上,报道一名43岁的加拿大男子尽管服用了24个月的抗HIV药物特鲁瓦达(Truvada),近期仍然被诊断为HIV阳性。

美国食品药物管理局(FDA)在年批准了该药物的上市,来保证安全的性行为,以预防艾滋病毒感染。Truvada是两种不同的药物(恩曲他滨和替诺福韦)的组合。这两种药物一起,可以抑制病毒的一个酶(RdRp),这个酶的作用是帮助HIV病毒完成RNA到DNA的逆转录复制。没有这种酶,HIV不能在体内复制,因此药物可以防止病毒扩散。

这并不意味着该药物Truvada对HIV不起作用。这只是意味着Truvada不是%的有效,这也许是令人失望,但并不令人惊讶。因为没有哪一种治疗方法或者哪种预防手段会是万无一失的。像服用HIV暴露前预防药物的措施,仍然可以防治艾滋病毒的蔓延。

4.LanctInfctDis:震惊!HIV替诺福韦耐药性非常常见

图片来自:感染免疫细胞的HIV(黄色),图片来自SthPincus,ElizabthFischr和AustinAthman/国家过敏与传染病研究所/美国国家卫生院。

替诺福韦(tnofovir)是一种抗逆转录病毒药物,在大多数现代HIV治疗和预防策略中发挥着至关重要的作用。然而,根据一项得到惠康基金会(Wll







































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