寻找治愈艾滋病的方法

“治愈”是什么意思?

治愈HIV感染者可以定义为:

1、不需要治疗可以正常生活

2、不将HIV传播给他人

3、体内不再有任何HIV病毒

目标:

1、根除或完全消除——清除身体所有部位的所有病毒;被称为“完全治愈”或“清除性治愈”。

2、持久的无抗逆转录病毒 (ART) 控制——HIV 可能仍在体内,但没有活性;身体没有完全清除艾滋病毒艾滋病治愈,但病毒不会影响一个人的健康,也不会传染给他人;有时也称为“功能性治愈”。

为什么要花这么长时间才能找到治愈方法?

HIV病毒会产生专门设计用来击败我们的自然免疫反应的蛋白质。其次,艾滋病毒不仅存在于几种不同的毒株中,而且变异之快,以至于它可以绕过我们免疫系统的攻击并产生耐药性。所以需要感染者按时吃药,保证依从性,避免耐药。

它的遗传物质 (RNA) 隐藏在我们体内的静止感染细胞中,以至于免疫系统和药物无法识别。HIV 也可能存在于免疫系统无法进入的地方,例如大脑和淋巴结的某些重要部位。

目前的 HIV 药物不能从这些细胞中去除 HIV 的 RNA 或直接清除受感染的细胞,但它们确实可以阻止病毒大量繁殖。为了治愈,我们需要了解这些病毒库的位置,它们是如何形成的,以及如何消灭它们。

病毒库

HIV通过形成病毒库而在体内持续存在。抗病毒治疗后,HIV病毒可能不在血液中,但它仍然可以隐藏在病毒库中。在某些时候,病毒库可能会重新激活、返回血液并感染其他细胞。一种治疗艾滋病毒的方法是消除病毒库中的所有艾滋病毒,即“休克和杀死”。

体内有几种已知的储存库,包括肠道、淋巴组织、血液、大脑、生殖道和骨髓中的免疫细胞。目前尚不清楚病毒库何时建立,但最近的研究表明,最早可能在初次感染后三天。

研究还表明,一个人接受艾滋病毒治疗的时间越早,其病毒库的大小可能就越小。早期治疗还可以防止在身体的某些重要区域形成病毒库。病毒库的大小很重要,因为拥有较大病毒的人会经历更久和更困难的免疫激活。

由于当前的一些治疗策略旨在消除 HIV 病毒库,因此这些策略可能更适用于很早就开始抗病毒治疗并且病毒库较少或较小的人群。

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目前与治愈相关的研究策略1、激活并杀死(“kick and kill”)

指的是激活静止的病毒库使其开始行动,然后“杀死”或“清除”。提供刺激的物质被称为潜伏期逆转剂,其用作是破坏 HIV 在细胞内保持静止的能力。

配合常规的抗逆转录病毒疗法可以防止未感染的细胞被新激活的病毒感染,理想情况下,这种策略会清空病毒库,从而消除感染。潜伏期逆转剂需要与抗逆转录病毒疗法一起使用。

这种方法的困难:

1、寻找能够安全有效地激活或使静止细胞发挥作用的物质(潜伏期逆转剂)。

2、确保每个感染 HIV 的细胞都被重新激活,并且健康细胞不受影响。

3、确保被激活的感染细胞最终死亡。

2、阻断和锁定策略

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指的是永久沉默潜伏病毒艾滋病治愈,以“阻断”细胞生命周期中的步骤,永久控制被感染细胞。其困难重重在于因为HIV特异性而无法阻断感染所需的其他过程。美国食品和药物管理局 (FDA) 没有批准任何阻断和锁定策略。而“埃斯佩兰萨病人”和“洛伦·威伦伯格”的案例重新激发了对“阻断和锁定”的研究。

3、基因治疗

基因治疗有三种广泛的方法:

编辑病毒中允许其进入并感染免疫细胞的基因;将基因编辑入我们的免疫细胞,使其对感染具有抵抗力;切除已整合到受感染免疫细胞 DNA 中的 HIV 基因片段。

第一种策略旨在通过编辑病毒的遗传密码来禁用 HIV 并使其无法进入体内的细胞。为 HIV 进入细胞的能力编码或提供制造指令的基因将被删除或“敲除”。因此,艾滋病毒会留在体内,但无法感染宿主或其他人体内的细胞。

第二种方法涉及向一个人的免疫细胞中添加基因,以保护其免受艾滋病毒的侵害。有些人天生就有这些基因。因为他们无法在免疫细胞外部产生一种称为 CCR5 的受体,而 HIV 需要受体才可以进入并感染细胞。例如蒂莫西布朗,被称为“柏林病人”。在被诊断出患有白血病后,他接受了干细胞移植。干细胞是尚未接受指令以使其成为特定类型细胞的细胞。干细胞不仅可以自我更新,还可以发育成长为几种不同类型的细胞,包括几种不同类型的免疫细胞。布朗接受的干细胞来自一个自然保护免受 HIV 感染的人,他的基因缺乏产生功能性 CCR5 受体的能力,这是 HIV 进入和感染细胞需要结合的两种 T 细胞受体之一。其认为治愈了艾滋病毒,尽管他于 2020 年 9 月死于癌症。

类似的手术似乎在另一个人身上取得了成功,他被称为“伦敦病人”——一个名叫亚当·卡斯蒂列霍的人。专家们正试图通过对一个人自己的干细胞进行基因改造并将其归还而不是给他们其他人的干细胞来产生相同的结果。

另外两名接受干细胞移植的艾滋病毒和癌症患者通常被称为“波士顿患者”。这些人在移植后的几年内停止服用 HIV 药物,并且能够持续数周或数月而没有再次出现病毒。然而,与蒂莫西·布朗不同的是,他们没有接受来自对 HIV 有抵抗力的人的供体干细胞。结果,尽管他们在移植后似乎没有感染 HIV 的证据,但在他们停止服用 HIV 药物后,病毒最终在他们两人体内复发。

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第三种基因治疗方法使用相对较新的技术(例如,CRISPR),这些技术能够精确地锁定已整合到人类 DNA 中的 HIV 基因并将其切除,而不会伤害细胞。

这些方法的困难:

1、改变基因序列可能会产生意想不到的结果。

2、干细胞疗法需要消灭一个人现有的免疫细胞。这个过程可能涉及几种类型的药物以及辐射,为新移植的干细胞蓬勃发展和生长创造一个“干净的培养皿”。这是一个漫长、危险的过程。此外,很少有人对 HIV 具有天然免疫力,并且可以提供干细胞,而且这个过程非常昂贵。

3、病毒去除技术需要高度特异性(仅去除 HIV 遗传物质而不去除人类遗传物质)和高度敏感(能够找到几乎所有受感染的细胞)。

4、免疫疗法

基于免疫的方法通过增强免疫系统清除受感染细胞并实现治愈的能力来发挥作用:

1、广泛中和抗体 ( bNAb ):当我们的免疫细胞攻击和摧毁 HIV 等入侵者时,它们会在其表面显示病毒片段——称为抗原(来自抗体生成)。抗体是一种附着在抗原上的蛋白质,就像钥匙适合锁一样。当抗体与抗原匹配时,它就会标记入侵者以被免疫细胞破坏。广泛中和 HIV 抗体可以识别并靶向破坏几种不同的 HIV 病毒株,这与标准抗体不同,标准抗体通常只能锁定来自单一病毒株的抗原。

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2、自然杀伤 (NK) 细胞和干扰素-γ:NK 细胞会破坏受感染的细胞,是人体对病毒感染的早期反应的重要组成部分。当身体促使杀伤性 T 细胞发挥作用时,它们会清除受感染的细胞。与某些免疫细胞不同,NK 细胞不需要被 HIV 感染即可有效识别或清除 HIV。科学家们希望这种对 NK 细胞如何工作的新认识能够产生治疗性疫苗或对 HIV 进行持久的无 ART 控制。

这个方法的困难:

1、广泛中和抗体和“治疗后控制”NK细胞都很难找到。它们只发生在少数人身上,并且可能无法进入 HIV 隐藏的身体所有部位。

2、刺激免疫系统可以增加 HIV 可作为感染目标的细胞数量,有被感染的风险。

3、有许多不同的 HIV 毒株,HIV 变异或变化非常迅速。随着时间的推移,这甚至可能使广泛的中和抗体失效。专家认为,人们可能需要接受广泛中和抗体的组合,就像当今有效的 HIV 治疗方案包括多种药物一样。

5、组合方法

最有可能的是,我们将需要结合多种方法来实现对艾滋病毒的持续控制,而无需使用艾滋病毒药物。科学家们正在研究结合不同 HIV 治愈研究方法的安全方法。

现在的进度

在某些方面,寻找治愈艾滋病毒和结束流行病的方法类似于与癌症作斗争。几十年前,艾滋病毒感染几乎是致命的。然后我们开始寻找可以减缓疾病进展的疗法。现在,有多种抗逆转录病毒疗法可用于治疗 HIV。艾滋病毒携带者和服用艾滋病毒药物的人可以过上健康长寿的生活——在许多情况下,与非感染者一样长。

虽然我们还没有治愈方法,但科学家们既谨慎又乐观。我们对 HIV 的了解比过去要多得多,我们继续扩展这些知识,并且有了几个很好的线索。也许最重要的是,我们有决心和希望。

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