重大進展，首次從靈長類動物基因組中編輯出類似HIV的病毒

2020-12-03 10:23

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

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作者：Cathy

導言：今天是第33個“世界艾滋病日”，短短30多年間，艾滋病在全球肆虐流行，已成為重大的公共衛(wèi)生問題和社會問題，也是當前最棘手的醫(yī)學難題之一。

近日，天普大學劉易斯·卡茲醫(yī)學院的科學家們已經成功地從非人類靈長類動物的基因組中編輯出了與HIV類似的病毒——SIV。這一重大突破使科學家們向開發(fā)人類HIV感染的療法邁進了一大步。

這項于11月27日發(fā)表在《自然通訊》雜志，題為“CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates”。

該研究的共同通訊作者Kamel Khalili博士說：“我們首次證明，單次接種由腺病毒攜帶的CRISPR基因編輯構建體，就可以在恒河猴的感染細胞中編輯出SIV基因組。”

特別重要的是，這項新工作表明，該團隊開發(fā)的基因編輯構建體可以到達被感染的細胞和組織，這些組織也就是SIV和HIV的病毒庫。這些病毒庫是病毒整合到宿主DNA中并潛伏多年的細胞和組織，是治愈感染的主要障礙。這些病毒庫中的SIV或HIV超出了ART所能達到的范圍，抗逆轉錄病毒治療（ART）可以抑制病毒復制并清除血液中的病毒。一旦停止抗逆轉錄病毒治療，病毒就會從它們的儲存庫中出來并重新復制。

在非人類的靈長類動物中，SIV的行為非常類似于HIV。Khalili博士解釋說：“在實驗室研究的SIV感染的恒河猴獼猴模型是重現(xiàn)人類HIV感染的理想大型動物模型。”

在這項新的研究中，研究人員首先設計了一種SIV特異的CRISPR-Cas9基因編輯結構。細胞培養(yǎng)實驗證實，編輯工具在宿主細胞DNA的正確位置切割了整合的SIV DNA，在非靶點編輯潛在有害基因的風險很小。研究小組隨后將構建物包裝成腺病毒9（AAV9）載體，可以靜脈注射到感染SIV的動物體內。

研究人員隨機選擇了三只SIV感染的獼猴，每只接受一次AAV9-CRISPR-Cas9注射，并用另一只獼猴作為對照。三周后，研究人員從動物身上采集血液和組織。分析表明，在AAV9-CRISPR-Cas9處理的獼猴中，基因編輯結構已經分布到骨髓、淋巴結和脾臟等廣泛的組織中，并且已經到達CD4+T細胞，而CD4+T細胞是一個重要的病毒庫。

此外，研究人員通過對受治療動物組織的基因分析，證明了SIV基因組是從受感染細胞中有效切割出來的。“一步一步地從組織和血細胞中高效地切除SIV DNA。”該研究的第一作者， Pietro Mancuso博士解釋道。切除效率因組織而異，但在淋巴結中達到顯著的高水平。

這項新研究是Khalili博士及其同事繼續(xù)努力的一項成果，即使用CRISPR-Cas9技術開發(fā)新型基因編輯系統(tǒng)（該技術獲得了2020年諾貝爾化學獎），以從攜帶該病毒的基因組中特異性去除HIV DNA。研究人員此前已經證明，他們的系統(tǒng)能夠有效地消除HIV感染的小動物模型（包括HIV-1人源化小鼠）的細胞和組織中的HIV DNA。

該研究的共同通訊作者之一Andrew MacLean博士對研究結果感到鼓舞。MacLean說：“這是重要的發(fā)展，我們希望這將終結艾滋病毒/艾滋病。” “下一步是在更長的時間里評估這種治療方法，以確定我們是否可以完全消除病毒，甚至可能使受試者脫離ART。”

MacLean博士希望這種治療策略能應用于人類。Khalili博士是生物技術公司Excision Bio Therapeutics的創(chuàng)始人，該研究的共同通訊作者之一，Tricia H. Burdo博士在該公司從事臨床前研究和開發(fā)，并在科學顧問委員會中任職。在獲得食品和藥物管理局批準后，將為更大規(guī)模的研究和未來的臨床試驗提供資金和基礎設施。

Khalili博士補充說：“我們希望很快我們的工作也能進入人體臨床研究。40年來，全世界的人都在遭受艾滋病毒的折磨，而我們現(xiàn)在離找到治愈艾滋病毒感染的方法的臨床研究已經很近了。”