用基因編輯治療艾滋病再獲突破

生物通報道：最近，美國天普大學Lewis Katz醫學院的科學家們，設計了一種專門的基因編輯系統，為最終治癒HIV（可導致艾滋病）感染者，鋪平了道路。在本月發表於Nature子刊《Scientific Reports》雜誌上的一項研究中，研究人員表明，他們可以有效和安全地從培養的人類細胞DNA中消除HIV-1。

這項新研究的資深作者、天普大學Lewis Katz 醫學院綜合NeuroAIDS中心主任、神經病毒學中心主任、神經病毒學系主任Kamel Khalili教授介紹說：「抗逆轉錄病毒藥物可非常好地控制HIV感染。但是，接受抗逆轉錄病毒療法的患者，如果停止服用該藥物，艾滋病病毒複製就會迅速反彈。」存在大量的艾滋病病毒，會削弱免疫系統，並最終導致獲得性免疫缺乏綜合征，或艾滋病。

自從上世紀80年代首次發現HIV以來，艾滋病已經奪去了2500萬多人的生命，治癒HIV/AIDS，是艾滋病研究的最終目標。但是，在HIV已經融入CD4 + T細胞（HIV主要感染的細胞）之後消除病毒，已被證明是很困難的。最近的研究都集中在，有意地重新激活HIV，以激發一種強烈的免疫反應，能夠從被感染的細胞中清除病毒。然而，到目前為止，這些「衝擊和殺戮」的方法，很少獲得成功。

Khalili博士和他的同事決定嘗試一種不同的方法，採用獨特定製的基因編輯技術，特異性地靶定HIV-1前病毒DNA（整合的病毒基因組）。他們的系統包括一個引導RNA——特異性地將HIV-1 DNA定位在T細胞基因組，還包括一種核酸酶，可切斷T細胞DNA的鏈。一旦核酸酶已經編輯刪除了HIV-1的DNA序列，基因組的鬆散，就會被細胞自身的DNA修復機制重新聚合起來。

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在以往的工作中，Khalili博士的團隊已經證明，他們這種技術能夠從人類細胞系中剪掉HIV-1 DNA。然而，在其最新的研究中，他們集中在潛伏的、產生完整病毒的CD4 + T細胞，不僅表明這種技術可消除細胞內的病毒，而且也表明，其在HIV-1根除的細胞中的持續存在，實際上可以保護它們抵抗再感染。更重要的是，他們將研究轉移到體外實驗中，其中，來自HIV感染患者的T細胞，在細胞培養物中生長，從而表明用基因編輯系統治療，可以抑制病毒的複製，並顯著降低患者細胞內的病毒載量。

在這項研究的另一個重要組成部分中，Khalili博士的研究團隊解決了關於脫靶效應和毒性的問題。使用一種稱為超深度全基因組測序的方法——這被認為是基因組評估的金標準，研究人員分析了HIV-1根除的細胞的基因組，以確定引導RNA靶定區域之外的基因突變。他們的分析排除了對基因的脫靶效應，包括對細胞基因表達的潛在間接影響。細胞存活和增殖的研究表明，HIV-1根除的細胞的生長和功能都很正常。

Khalili博士說：「在多個層次上，這些結果是重要的。它們證明，我們的基因編輯系統，通過將突變引入病毒基因組，可有效地消除CD4 T細胞的DNA中的HIV，從而永久抑制它的複製。此外，它們表明，該系統可以保護細胞免受再感染，這一技術對細胞是安全的，沒有毒副作用。」

他補充說：「這些實驗以前沒有進行到這個程度。但是，它們解決的問題是非常關鍵的，這些結果可讓我們利用這一技術繼續前進。」

用基因編輯技術來對抗艾滋病，此前已經取得了一系列的研究進展，盤點如下。

美研究「基因編輯技術」有望成功治癒艾滋病2014年6月，美國最新研究顯示，通過基因編輯技術改變艾滋病患者的DNA序列，可以讓該患者有效抵抗艾滋病毒的侵害，這意味著「基因編輯技術」有望成功治癒艾滋病。

PNAS艾滋病研究突破：CRISPR技術根除病毒2014年7月，發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇文章中，研究人員利用基因組編輯技術的精確剪切，將艾滋病毒從人類基因組中剔除。

利用CRISPR/Cas9技術對抗艾滋病為了使潛伏性HIV變得完全無害，美國麻省大學醫學院的研究人員利用Cas9 / CRISPR——一種強大的基因編輯工具，開發出一種新型技術，有可能將潛在病毒的DNA從被感染細胞中去除。

基因編輯技術成功精確修飾人類T細胞美國加州大學舊金山分校的研究小組利用基因編輯技術CRISPR/Cas9精確修飾了人類T細胞。由於T細胞在人體免疫系統中作用十分重要，這一研究成果將為治療糖尿病、艾滋病及癌症等提供全新的手段。

Science轉化醫學：用基因編輯擊敗HIV基因編輯有著巨大的醫療潛力，可以用來校正致病突變和治療人類疾病。日前，西雅圖兒童研究所和華盛頓大學的科學家們找到了一條更有效的DNA改寫途徑，可以幫助人們治療HIV和其他人類疾病。

武漢大學在艾滋病基因治療方面取得進展來自武漢大學的研究人員在新研究中證實，藉助於CRISPR/cas9對CXCR4進行基因組編輯可賦予細胞對HIV-1感染的抵抗力。這項研究工作發布在《Scientific Reports》雜誌上。

（生物通：王英）

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生物通推薦原文摘要：Elimination of HIV-1 Genomes from Human T-lymphoid Cells by CRISPR/Cas9 Gene EditingAbstract: We employed an RNA-guided CRISPR/Cas9 DNA editing system to precisely remove the entire HIV-1 genome spanning between 5′ and 3′ LTRs of integrated HIV-1 proviral DNA copies from latently infected human CD4+ T-cells. Comprehensive assessment of whole-genome sequencing of HIV-1 eradicated cells ruled out any off-target effects by our CRISPR/Cas9 technology that might compromise the integrity of the host genome and further showed no effect on several cell health indices including viability, cell cycle and apoptosis. Persistent co-expression of Cas9 and the specific targeting guide RNAs in HIV-1-eradicated T-cells protected them against new infection by HIV-1. Lentivirus-delivered CRISPR/Cas9 significantly diminished HIV-1 replication in infected primary CD4+ T-cell cultures and drastically reduced viral load in ex vivo culture of CD4+ T-cells obtained from HIV-1 infected patients. Thus, gene editing using CRISPR/Cas9 may provide a new therapeutic path for eliminating HIV-1 DNA from CD4+ T-cells and potentially serve as a novel and effective platform toward curing AIDS.

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