艾滋病中的細胞“烈焰自殺”帶來新的治療希望

大多數T細胞並非被艾滋病毒本身殺死,而是被身體的防禦機制殺死。阻止這一過程可以防止患者發展為艾滋病。

艾滋病毒感染和完全爆發的艾滋病之間的區別,很大程度上在於免疫系統的CD4 T細胞的大量死亡。但研究人員只觀察到病毒殺死了這些細胞中的一小部分,這導致了一個長期存在的問題:是什麼導致了其他細胞的消失?新的研究表明,身體正在透過一種鮮為人知的過程殺死自己的細胞。更重要的是,一種現有的、安全的藥物可以中斷這種自我毀滅,從而為治療艾滋病提供了一種途徑。

這種破壞性的過程讓科學家們感到驚訝。“我們認為艾滋病毒感染細胞,建立病毒生產工廠,然後細胞因被病毒淹沒而死亡。但是沒有足夠的工廠來解釋大量損失,”格萊斯頓研究所病毒學和免疫學主任華納·格林說,他的團隊今天在《科學》和《自然》雜誌上發表了兩篇描述這項工作的論文。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)

格林懷疑,過去的研究人員沒有注意到這個過程,是因為他們找錯了地方。他的團隊沒有研究血液中活躍的CD4 T細胞,而是檢查了脾臟和扁桃體組織,那裡的大部分細胞都處於靜止狀態。當艾滋病毒進入靜止細胞時,它會將自己的基因轉錄為DNA,但隨後陷入死衚衕:細胞的機器無法完成複製過程。這個故事的一部分已經廣為人知,但格林的團隊發現接下來會發生非常令人驚訝的事情。“細胞不是就此結束,而是檢測到細胞質中的DNA,並對其發起免疫反應,而免疫反應會導致這些細胞的死亡。”


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這種反應是一種稱為細胞焦亡的自毀協議。與更為人所知的細胞凋亡不同,細胞凋亡是細胞靜靜地死亡而不會引發炎症,而細胞焦亡“不是平淡的,而是烈焰般的死亡”,格林說。這些細胞在死亡時會噴出引起炎症的化學物質,吸引更多的T細胞,這些T細胞隨後會被新釋放的艾滋病毒感染。“在細菌感染中,招募所有這些細胞可能是控制感染的好策略,”格林說,但對於艾滋病毒來說,會導致感染的惡性迴圈。細胞焦亡也解釋了為什麼艾滋病與高水平的炎症有關。

格林團隊的實驗表明,阻止細胞焦亡的關鍵組成部分可以完全阻止細胞死亡;他們還確定了感知病毒DNA以啟動該過程的蛋白質。在研究了培養的脾臟和扁桃體組織中的途徑後,他們有機會在患者新鮮取出的淋巴結中證實這些發現,並對他們的目標蛋白進行染色,並在顯微鏡下觀察。它顯示了傳統病毒複製發生在淋巴結中心的細胞中,而靜止的細胞則在周圍死亡。對格林來說,這一幕令人難以置信:“我們可以看到這種細胞焦亡途徑正在肆虐。在這一瞬間,我們可以看到我們已經工作了八年的成果。”

不過,有個好訊息:格林估計,在艾滋病毒感染中死亡的細胞中有95%是透過細胞焦亡殺死的,因此這些發現為一種新的治療方法帶來了希望,這種方法可以阻止艾滋病毒發展為艾滋病。“抑制免疫系統的啟用不是一個新概念,但這為我們提供了一個新的靶向途徑,”馬里蘭大學醫學院人類病毒學研究所所長羅伯特·加洛說,他沒有參與這項研究。他警告說,可能還有其他未知的途徑在起作用,但如果這種途徑確實佔T細胞死亡的很大比例,那麼這種途徑是有希望的。

事實上,已經存在一種可以阻止細胞焦亡的藥物。它被稱為VX-765,幾年前由Vertex Pharmaceuticals公司作為治療慢性癲癇發作的藥物進行了測試。一項試驗表明,它對癲癇發作的療效不足,但對人體是安全的。“現在它只是放在架子上,等待治癒疾病,”格林說,他正試圖安排一個II期試驗,以測試該藥物在艾滋病毒患者中的療效。”

“這是艾滋病毒發病機制領域可靠、有趣、有用的科學研究,”加洛說,儘管他質疑阻止細胞死亡是否會導致它們稍後複製病毒。(格林認為細胞會降解病毒DNA並恢復。)

格林設想,如果該藥物被證明有效,它可以作為發展中國家無法輕易獲得抗逆轉錄病毒藥物的患者的權宜之計。它也可以作為此類療法的補充。因為它針對炎症,它可以降低艾滋病患者患上與衰老相關的疾病的風險,例如心臟病和腎病,比未感染的同齡人早十年。

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