波士頓——一種新型HIV療法可能涉及改變人體免疫細胞中的基因,並最終也可能改變其幹細胞中的基因。它甚至可能最終治癒這種致命疾病。週一在第18屆逆轉錄病毒和機會性感染會議上,展示了這方面令人鼓舞的進展。
各個環節已經逐漸到位。首先是人們認識到HIV進入細胞是透過抓住細胞表面的CD4受體分子,然後再抓住一個輔助受體分子——最常用的一種叫做CCR5。
隨後發現了編碼CCR5基因的delta-32突變。從父母一方遺傳到一個複製的個體,其細胞上的CCR5受體較少,更不易感染HIV,如果感染,疾病進展也比沒有突變的人慢。
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如果從父母雙方都遺傳了突變基因,結果就是完全沒有CCR5受體,這使得HIV幾乎不可能進入細胞。大約1%的歐洲人擁有這種雙重變異。
製藥公司以此為線索,開發出一種化學阻斷CCR5受體的方法,從而人為地阻止HIV進入細胞。結果是小分子藥物馬拉維若克,自2007年以來已上市。
“柏林病人”
同年,德國研究員格羅·許特爾正在治療一位接受HIV感染治療的患者,這位患者患上了急性髓系白血病。白血病的治療包括用放射和化療有效清除免疫系統,然後進行包含幹細胞的骨髓移植,以重建新的免疫系統。
他對使用攜帶雙重CCR5突變的捐贈者的骨髓移植的可能性很感興趣。他的患者最初要求匿名,後來被稱為“柏林病人”,欣然接受了這項實驗。
幸運的是,在德國捐贈者登記處中,與患者HLA(人類白細胞抗原)組織配型良好(防止移植排斥反應所必需)的捐贈者中,有一位攜帶罕見CCR5雙重突變的捐贈者。
治療繼續進行:白血病的復發需要第二輪放療和化療,然後進行攜帶CCR5 delta-32突變的幹細胞骨髓移植。在停止所有抗HIV藥物之前,新的幹細胞被給予時間來建立新的免疫系統。
什麼也沒有發生。通常,當HIV感染者停止治療時,即使是無法檢測到的病毒也會迅速反彈到非常高的水平,通常在幾周內。醫生和患者等待著,幾個月過去了,仍然沒有病毒再次出現。他們得出結論,他們已經證明了他們的假設;患者顯然已被治癒HIV。
他們在整個實驗過程中避免了公眾的關注,但最終對結果足夠有信心,於2009年在《新英格蘭醫學雜誌》上發表了關於該病例研究的論文。
鋅指
這項原理驗證令人感興趣,但很難看出它如何能應用於少數患者之外的更多人。
除非有醫學上合理的理由這樣做,例如治療癌症,否則不能用放射和化療摧毀患者的免疫系統。對於許多患者來說,找到匹配的骨髓已經足夠困難了。加上罕見雙重CCR5突變的要求,問題呈指數級增長。
一種可能的選擇是將研究重點從幹細胞及其產生各種細胞的多能性,縮小到對HIV重要的特定免疫細胞。CD4+ T細胞是自然的選擇。這些T細胞表達CD4受體,是免疫系統的關鍵組成部分,也是HIV感染和繁殖的最主要目標。
位於加利福尼亞州里士滿的製藥公司Sangamo BioSciences開發了一種“鋅指”技術,該技術可以定位到細胞DNA的CCR5部分,並人為地創造出與delta-32突變功能等效的效果。他們與非營利組織加州再生醫學研究所共同支援了週一宣佈的這項研究,該研究所是加州於2004年透過發行30億美元債券設立的,旨在促進幹細胞研究。
這項首創研究涉及加州大學洛杉磯分校和舊金山分校的六名年齡在48至55歲之間的男性患者。他們都感染HIV 20至30年,但正在接受治療,並將HIV抑制到檢測水平以下。但是,數十年的感染已經造成了損害;他們的CD4+ T細胞計數在200到500之間,不到正常值的一半。
該研究透過一種稱為血細胞分離術的過程,從患者血液中收集迴圈的CD4+ T細胞。在一箇中央處理機構中,細胞透過鋅指技術進行修飾,然後將那些成功改變為攜帶delta-32突變的細胞進行擴增,或大量培養。最後,將300億個細胞輸回患者體內。
結果很快就顯現出來,這是I期安全研究(而非II期療效研究)的一部分。Quest Clinical Research的研究負責人Jay Lalezari表示,“細胞的植入和擴增非常顯著,比預期的增加了三倍。”在六名患者中的五名中,總CD4+ T細胞計數至少增加了100個。這些變化持續存在,治療後三個月,血液中67%的細胞顯示出修飾。
研究人員在研究過程中採取了許多其他措施,所有這些措施似乎都朝著積極的方向發展。Lalezari說,這“可能和我們對這個人群的期望一樣好”。
一位受試者的經歷
Matt Sharp是一位資深的HIV治療活動家,他擔心自己的CD4+ T細胞計數過低。這意味著他必須服用各種藥物作為預防措施,以防止機會性感染的發生。這也意味著他必須忍受這些藥物的副作用。因此,他選擇參加了鋅指研究。
他很高興自己的CD4+ T細胞計數大約翻了一番,達到500以上,並且到目前為止已經保持了六個月。這意味著他能夠停止服用預防性藥物。
哥倫比亞大學內科和外科醫學院的艾滋病研究員、週一公佈結果的逆轉錄病毒會議副主席斯科特·哈默說,“這是將分子生物學帶入臨床的早期工作……我們不應該現在就舉旗宣佈我們已經解決了問題。”
Lalezari對此表示贊同,並強調這項概念驗證研究表明,從技術上講,這項工作是可行的,而且是安全的。該程式的真正考驗將來自於患者停止治療時。病毒會繼續受到抑制,還是他們必須重新開始藥物治療?
治癒可能需要的另一步是開發針對CXCR4(HIV有時用來進入細胞的另一種輔助受體)的平行基因“修復”。而且,經過修飾的CD4+ T細胞可能會有其生命週期,並且必須定期補充。或許修改幹細胞作為更持久的HIV感染保護來源是有意義的。然而,這又引出了另一系列問題。
Sharp對停止他的HIV藥物治療方案持謹慎態度。他覺得自己的免疫系統很脆弱,正在等待觀察該療法對其他CD4+ T細胞計數較高的患者的成功程度。但他確實期待著未來發展可能帶來治癒,並讓他完全停止服用HIV藥物的那一天。