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艾滋病为何难以痊愈?这项研究给出了迄今最清晰的答案

本文是专业学术论文解读,不做医疗建议。 自上世纪 90 年代抗逆转录病毒治疗(ART)问世以来,艾滋病病毒(HIV)感

本文是专业学术论文解读,不做医疗建议。

自上世纪 90 年代抗逆转录病毒治疗(ART)问世以来,艾滋病病毒(HIV)感染已从一种致命性疾病转变为可通过服药有效控制的慢性病。患者只要坚持服药,血液中的病毒水平可被抑制至检测不到的程度,从而享有正常的生活和寿命。然而,这并非真正的治愈,因为一旦停药,患者的体内病毒会在数周内迅速反弹,重新占据主导地位。

这一顽固复发现象的背后,是一个困扰科学界近三十年的核心难题——HIV 的“潜伏感染”。病毒会将自己的遗传物质整合到极少数免疫细胞的基因组中,并进入一种休眠状态,这些细胞如同深埋地下的“病毒保险箱”,在抗病毒药物的压力下保持沉默,伺机而动。

这些携带完整、有复制能力病毒的细胞群体,被称为“病毒库”。由于其数量极其稀少——在患者每一百万个 CD4+ T 细胞中可能仅有 1 到 100 个,科学家长期以来难以捕获并深入研究它们,根除病毒库的目标遥不可及。

近日,发表在 Nature 上的一项研究在这个问题上取得重大突破, 文章以加速预览(Accelerated Article Preview)形式发表。来自康奈尔医学院、洛克菲勒大学等机构的研究团队,成功分离并培养出能够长期存活、持续产生感染性病毒的免疫细胞克隆。这些被称为“真实病毒库克隆”(ARCs)的细胞,让科学家第一次能在实验室中近距离观察 HIV 最顽固的藏身之所。

图 | 团队论文:HIV 储库克隆中的抗原动态表达和细胞毒性 T 细胞耐受性(来源:Nature)

在实验伊始,研究团队面临的最大挑战是如何从海量细胞中找到这些稀有的“带毒者”。团队改进了筛选技术,通过特定的免疫标记将可疑细胞富集,并利用 HIV 蛋白作为检测探针。只有真正产生病毒的细胞才会被保留,经过反复纯化,最终获得了纯度接近 100% 的病毒库克隆。

令人意外的是,在放入含有抗病毒药物的培养基中,这些细胞不仅没有死亡,反而能够稳定增殖,在体外存活数月并扩增到数亿个。这打破了过去只能从患者血液中短暂观察病毒库细胞的局限,为深入研究提供了充足的材料。整个研究共分离出 10 个这样的克隆,其中 7 个携带完整的 HIV 基因组,3 个携带缺陷病毒。

图 | 真实病毒库的分离策略及过程(来源:论文)

通过基因测序,研究团队揭示了一个重要规律:在 7 个完整病毒中,有 6 个整合在人类基因组中转录活性较低的“冷区”(cold spot),如锌指蛋白基因或异染色质区域。相比之下,缺陷病毒更多整合在普通基因中。

团队判断这并非偶然。病毒最初感染时的整合位置是随机的,但在长期的免疫压力下,那些整合在活跃基因区的病毒更容易被激活表达,从而暴露给免疫系统被清除;而藏身于冷区的病毒则能更好地保持沉默,在患者体内存续多年。这就像是一场长达数年的捉迷藏比赛,最终获胜的都是最擅长隐藏的选手。

研究团队对一位代号为 OM5334 的患者进行的 12 年追踪印证了这一点。在抗病毒治疗初期,患者体内总的病毒库迅速衰减,但三个特定的克隆却保持了惊人的稳定。治疗开始时它们各占感染细胞的比例不到 0.2%,但 3.5 年后,其中一个克隆竟占到了所有完整病毒库的 34.6%。

进一步的分析揭示了这些“长寿”克隆的秘密武器。研究发现,这些细胞属于一类特殊的记忆 T 细胞,它们拥有针对 EB 病毒的免疫应答能力。

EB 病毒是一种常见的疱疹病毒,在全球超过 90% 的成年人体内潜伏着。这意味着,这些携带 HIV 的 CD4+ T 细胞实际上是在“寄生”于人体正常的免疫反应中。

每当人体需要调动免疫系统来对抗 EB 病毒等其他病原体时,这些潜伏的 HIV 克隆细胞也会被一同激活并开始大量增殖,以支持针对外来威胁的免疫应答。在这个过程中,它们不仅实现了自身的复制,还顺带维持了 HIV 的潜伏感染状态,可以说一举两得。这种巧妙的增殖模式,使得病毒库的规模能够在一定程度上自我维持甚至扩大,极大地增加了清除的难度,也解释了为何病毒库一旦形成就如此难以衰减。

在传统的“激活—杀伤”治疗策略设想里,如果能用药物强制激活潜伏的病毒,让感染细胞暴露出来,免疫系统就能将它们清除。但研究表明,现实并非完全如此。在未受刺激的状态下,不同病毒库克隆中只有 0% 到 3.4% 的细胞表达病毒蛋白。而且即使用被认为能“最大程度”激活 HIV 的强力刺激剂处理,大多数病毒仍顽固地保持沉默。

深入分析揭示,虽然刺激能启动病毒基因的转录,但大部分转录过程会在中途受阻,无法产生完整的病毒蛋白。这完全颠覆了简单“激活—杀伤”策略的理论基础。

既然有些细胞确实在表达病毒蛋白,为什么免疫系统不能将它们清除?研究团队设计了一种“慢速治愈”实验,让 HIV 特异性的细胞毒性 T 淋巴细胞(CTL,主要职责是直接识别并消灭被病毒感染的细胞、癌细胞或受损细胞)与病毒库细胞共同培养。

研究发现,病毒库细胞对免疫清除的反应存在巨大差异。对于像 ARC-ZNF721 这样“脆弱”的克隆,即使它们极少表达病毒(瞬时表达率2%),只要 CTL 免疫杀伤力足够强且持续时间长,就能通过累积效应清除超过 90% 的细胞。

然而,另一类像 ARC-Chr16 的克隆却天生带有“护甲”,即便在同样的免疫压力下不仅未被清除,反而持续扩增。实验证实,这种抗性并非来自病毒本身,而是源于细胞自身的代谢特性:它们拥有极低的氧化应激水平,能有效抵御 CTL 攻击时引发的致命“氧化风暴”。

针对这一机制,研究提出了“代谢增敏”的全新策略。团队发现,使用一种已获批的老药去铁胺(DFO)可以提高这些耐药细胞内的氧化应激水平,强行将其推过“死亡阈值”,使其重新对 CTL 杀伤敏感,从而将病毒释放量降低了 95% 以上。

(来源:论文)

此外,研究还指出患者体内的免疫细胞常因长期对抗病毒而“疲惫”(缺乏杀伤性颗粒酶 B),可通过免疫因子 IL-15 恢复其功能。

总的来说,这项研究为 HIV 治愈绘制了一幅比以往更清晰的图景。病毒库细胞并非铁板一块,而是展现出高度异质性:有的深藏在基因组冷区,有的对免疫杀伤敏感,有的则具有内在抗性。这意味着,未来的治愈方案可能需要“三管齐下”:用药物削弱病毒库的代谢防御、唤醒疲惫的免疫系统,并配合持续的免疫压力,才能有效清除这些顽固的病毒库。

从治疗角度看,DFO 作为已上市药物,其增敏免疫杀伤的作用提供了最直接的临床应用线索。但将一种铁螯合剂重新定位用于 HIV 治疗,仍需要解决剂量、给药方式和全身副作用等问题。

当然,研究也存在明显局限。病毒库克隆的分离方法本身可能存在选择偏向,倾向于捕获那些会表达病毒且表达后不会立即死亡的细胞。此外,长期体外培养可能改变细胞的某些状态。研究团队坦承,要验证这些克隆是否真正代表导致复发的主要病毒库,还需要与临床治疗中断研究相结合。

参考链接:

论文 DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10298-w

运营/排版:何晨龙

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