焦艷梅 張祿雪 楊鴻鴿 王福生
實現(xiàn)艾滋病治愈的“柏林病人”證實了艾滋病治愈是有可能的,這一例病人也極大地激勵科研人員進行艾滋病治愈的探索。但是這些年,也只有“柏林病人”這一例治愈的病人,其余有幾例病人是停藥幾個月甚至更長時間病毒沒有反彈,但這些探索為科研人員和臨床醫(yī)生提供了靈感。在過去十多年中,潛伏HIV病毒的檢測方法取得明顯進展,從而多種細胞和組織部位被進一步證實存在潛伏及活躍復制的病毒。近年來,幾項旨在降低HIV病毒庫的臨床試驗,沒有一項在治愈方面取得成功。猴免疫缺陷病毒(SIV)感染的猴子有成功治愈的例子,然而,這些在猴子中成功的例子能否在HIV感染患者中也獲得同樣的效果尚不明確,本研究將對現(xiàn)有的策略和效果進行綜述。
1.1移植 據(jù)報道,除了“柏林病人”,另有6名抗逆轉錄病毒治療的HIV感染者因需治療血液惡性腫瘤接受了來自CCR5Δ32純合供者的造血干細胞移植(HSCTs)[1],其中一例病人因病毒是CXCR4嗜性而復發(fā),另外一例因為移植反應和腫瘤復發(fā)死亡。停藥后病毒反彈從3個月到10個月不等,表明這種干細胞移植有效地降低了潛伏感染細胞的數(shù)量。其他一些干細胞移植也表現(xiàn)出同樣的效果,然而移植有關的副作用限制了其在臨床的大量應用。
1.2基因治療 靶向CCR5的基因編輯也被用來作為探索治愈HIV的策略。使用鋅指核酸酶靶向CCR5已經(jīng)進行了臨床試驗,其他的基因編輯方法也已在體外進行了試驗,包括(CRISPR)/Cas-9技術。在一項臨床試驗中,12名HIV感染者接受自體鋅指核酸酶介導的CCR5修飾的CD4 T細胞[2],結果證明這種治療策略是安全的,外周循環(huán)的CD4細胞中大概13.9%發(fā)生基因修飾,其中6名患者進行了藥物中斷后病毒反彈分析,結果顯示,均在停藥后的幾周內發(fā)生了病毒反彈。
1.3潛伏病毒激活劑 激活潛伏感染的細胞是HIV治愈的另外一個策略。最早的潛伏激活劑是組蛋白去乙?;敢种苿?HDACis),其能增加HIV啟動子組蛋白乙?;?,導致轉錄增強。很多HDACis已經(jīng)進行了試驗,所有的HDACi均證實能夠有效激活潛伏HIV病毒,但均不能降低潛伏感染的細胞數(shù)量[3]。
1.4沉默潛伏感染的細胞 與激活潛伏感染不同,另外可行的治愈措施是永遠沉默潛伏HIV感染的細胞,使得潛伏感染的細胞永遠不表達。在ART治療的人源化小鼠模型上的研究表明,應用Tat抑制劑二脫氧皮質抑素(didehydro-cortistatin A, dCA)能夠降低組織中細胞相關的HIV RNA水平并能夠延遲停藥后病毒的反彈時間[4]。體外實驗顯示,dCA介導的Tat抑制促進了HIV轉錄的表觀遺傳沉默,因此,長期暴露于dCA能夠導致更深的潛伏狀態(tài)。另外,導致潛伏沉默的措施包括RNA干涉(RNAi),其可以靶向核內的病毒,導致病毒啟動子沉默,或在細胞質內,導致互補病毒mRNA的降解。RNAi技術的主要挑戰(zhàn)是難以將RNAi傳遞到體內所有的潛伏感染的細胞中。
1.5T細胞疫苗 一些研究人員期望通過將潛伏激活藥物與T細胞疫苗聯(lián)合應用能夠使病人獲得功能性治愈。以重組人粒細胞巨噬細胞集落刺激因子作為佐劑進行6次T細胞疫苗皮內免疫,然后每隔三周靜脈輸注潛伏激活劑羅米地辛(romidepsin),6周后總HIV DNA減少[5]。另一項臨床試驗是用潛伏激活劑romidepsin聯(lián)合應用痘苗載體攜帶的HIV抗原,結果顯示,11名參與者中有4名ART停藥后病毒載量低于1 000拷貝。刺激SIV特異T細胞在非人類靈長類動物模型中看起來是有效的。潛伏HIV病毒免疫逃逸及變異度非常高,疫苗誘導的HIV特異T細胞有可能無法發(fā)揮作用。利用HLA等位基因的遺傳多樣性促進廣泛細胞毒性CD8 T細胞應答,而不是過分依賴病毒表位,可能更有效。鑒于ART患者仍然存在多種免疫紊亂,包括T細胞耗竭、T細胞激活以及炎癥等,促進HIV特異性T細胞激活作為治療策略的有效性仍不清楚。
1.6廣譜中和抗體 廣泛中和抗體(bNABs)能夠中和廣泛的病毒株。除了中和游離病毒外,這些抗體還可以清除表面表達病毒抗原的細胞[6, 7],此過程可能通過抗體的Fc與吞噬細胞和自然殺傷細胞上受體之間的相互作用來完成。在ART治療患者,給予bNAbs、3BNC117和VRC01可導致停止ART后病毒反彈延遲。病毒反彈的時間可能與抗體的藥代動力學和病毒對抗體產(chǎn)生耐受的時間有關。bNABs最有可能應用于新生兒感染。給予一月齡的SHIV感染的非人靈長類動物bNAbs、VRC07-523和PGT121導致其SHIV感染細胞的完全清除[8]。還有研究正在評估感染了HIV并在出生72 h或5 d內一起接受ART聯(lián)合應用VRC01或VRC01LS中和抗體對新生兒的治愈效果(NCT02256631)。bNAbs應該與其他的一起應用以防止耐受,為此已經(jīng)設計出能夠結合不同病毒位點的多種bNAbs聯(lián)合的新一代抗體,這種抗體中和HIV的廣度大、效力強。還有與病毒和CD4結合的雙特異性抗體,從而允許抗體在病毒進入位點更好的發(fā)揮作用,這些聯(lián)合抗體比單純的抗體具有更好的效價和廣度。
1.7嵌合抗原受體T細胞免疫療法(chimeric antigen receptor T-cell immunotherapy,CAR-T) 嵌合抗原受體(CAR)是包括細胞外結構域(通常來自單克隆抗體或細胞表面受體或配體的單鏈可變片段)、跨膜結構域和細胞內結構域(包括CD3的ζ信號分子,具有或不具有共刺激受體的其他胞內結構域,如CD28)的工程化受體。近年來,原代人T細胞在細胞外結構域中用bNAb單鏈可變片段表達CAR,此CAR-T在體外和體外均能裂解HIV感染細胞[9]。該CAR-T正在進行臨床試驗(NCT03240328)。
1.8免疫檢查點阻滯劑 免疫檢查點是能夠觸發(fā)調節(jié)途徑,以減少T細胞活性,并與免疫衰竭和免疫功能受損有關的免疫調節(jié)蛋白[10]。HIV感染者,血液及淋巴結中的CD4 T 細胞高表達PD-1及CTLA-4分子。在HIV感染治療及未治療的病人中,HIV特異CD4及CD8細胞上都有免疫檢查點高表達。體內外實驗均表明,用抗體阻斷免疫檢查點可以提高HIV特異T細胞免疫。免疫檢查點既可以促進T細胞功能又能激活潛伏HIV病毒,是清除潛伏HIV病毒并實現(xiàn)治愈的重要靶標。在一項隨機對照研究中,6名HIV感染但無惡性疾病的個體應用了PD-1抑制劑,其中2人HIV特異性T細胞應答增強,但試驗因與視網(wǎng)膜毒性相關的副作用提前停止[11]。鑒于免疫相關不良反應,包括心肌炎、肺炎等,這些藥物迄今只在HIV合并惡性疾病的病人中應用。在一例合并黑色素瘤患者中應用抗CTLA4抗體(ipilimumab),觀察到潛伏病毒的激活。最近的一項報道表明,PD-1抑制劑能夠降低HIV DNA,增加血漿中的HIV RNA并能增加HIV 特異CTL反應。免疫檢查點阻滯劑已在大量的HIV感染合并惡性腫瘤患者中進行多項臨床試驗。(NCT02408861, NCT02595866,NCT03304093,NCT03354936,NCT03367754,NCT03426189),這些試驗結果能夠提高我們對免疫檢查點阻斷劑的安全性和HIV特異性免疫作用的理解。
1.9針對T細胞進入感染部位 抑制T細胞進入HIV容易感染的組織部位是尋求功能性治愈的另外一個策略。α4β7整合素是一種腸道歸巢標志物,表達于對HIV或SIV感染高度敏感的CD4 T細胞表面。給予抗α4β7單克隆抗體的SIV感染ART治療的獼猴,停藥后至少2年內無病毒反彈[12]。針對人α4β7整合素的單克隆抗體vedolizumab對HIV的治愈作用正在進行臨床試驗(NCT03147859 和 NCT02788175)。增加CD8 T細胞表面CXCR5的表達能夠提高該細胞進入B細胞濾泡的能力,而B細胞濾泡部位剛好是HIV潛伏的部分。將CD8細胞轉導CXCR5后應用到靈長類動物,或者IL-15激動劑增加CD8上CXCR5的表達能夠增加CD8細胞進入淋巴結B細胞濾泡,相關研究正在進行1期臨床試驗(NCT02191098)。
1.10降低炎癥 因慢性炎癥、免疫耗竭和HIV持續(xù)性之間的聯(lián)系,研究人員試圖用抗感染藥物作為減少HIV持續(xù)性的策略。絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶mTOR抑制劑西羅莫司正是這種抗炎癥藥物,它能導致腎移植后HIV DNA的降低。針對西羅莫司對HIV病毒庫作用的研究正在進行臨床試驗(NCT02440789及NCT02990312)。另外的一些抗炎癥的藥物正在動物模型上進行評估,IL-21超激動劑可增加ART治療的SIV感染的獼猴腸道中Th17和Th22細胞的數(shù)量(接近SIV感染前水平),同時伴隨有腸內炎癥水平降低、CD4和CD8 T細胞活化的減少以及停藥后病毒調定點的降低[13]。在人源化小鼠上的研究證實,干擾素α/β受體抗體能夠降低免疫活化、增加CD4及CD8的HIV特異免疫反應、降低HIV病毒庫及延遲停藥后反彈[14]。
1.11早期治療 HIV感染早期進行治療能夠降低感染細胞的數(shù)量、減輕炎癥以及降低HIV病毒庫的水平,但早期治療本身不足以治愈[15]。大概1%的HIV感染者是長期不進展者,其體內的潛伏感染細胞水平較低,這種低水平的潛伏HIV病毒可能與較高的HIV特異CD8T細胞及多功能抗體反應有關,并且比其他HIV攜帶者更有可能具有保護性HLAⅠ類等位基因。在停止ART(稱為治療后控制)后長期能夠將病毒載量保持在每毫升50拷貝以下的人群成為治療后控制。治療后能夠控制的人群特征包括改變潛伏感染細胞在T細胞亞群中的分布,在幼稚和中心記憶CD4 T細胞中感染頻率較低,而自然殺傷細胞細胞毒性活性較強。治療后控制的真正機制尚不清楚。ART早期治療的幾個圍產(chǎn)期HIV感染的嬰兒在ART停止后達到了病毒控制。其中一名被稱為密西西比嬰兒的兒童,在停用藥物后,病毒學控制28個月沒有反彈。對于這種持續(xù)的應答,已經(jīng)提出了幾種可能的解釋,包括早期ART限制了病毒的變異,或較少感染長壽的中心記憶CD4 T細胞,因為中心記憶CD4細胞在兒童中所占比例較低。
盡管艾滋病患者非常迫切需要HIV治愈及停藥,但到目前為止還沒有任何安全及有效的措施實現(xiàn)艾滋病治愈[16]。了解HIV在ART患者中如何潛伏、潛伏的部位以及潛伏的原因已取得一些研究進展,但是,仍然需要確定潛伏感染細胞的表型標志物和預測功能性治愈ART停藥的生物標志物。很可能需要一些方法的聯(lián)合,但干預的安全性非常重要,因為艾滋病毒攜帶者的預期壽命接近正常,其毒性的接受性遠低于其他疾病。