抗艾滋病徵途上的新曙光 ——新基因編輯系統助免疫細胞抵抗HIV

本報駐美國記者劉海英

基因編輯技術依然很火。對韓春雨教授的質疑也好，對專利應歸誰所有的爭論也罷，都改變不了基因編輯技術快速發展的事實。近日《細胞通訊》雜誌上的一篇科學論文，為基因編輯技術的發展再注一筆。一種新的基因編輯系統，幫助研究人員找到了可使人類免疫細胞對抗艾滋病病毒(HIV)感染的基因變異。在人類對抗艾滋病的漫長征途中，基因編輯技術開始發力。

此項成果歸屬於美國加州大學舊金山分校及其附屬格萊斯頓研究所的研究人員。該團隊使用CRISPR/Cas9技術，建立了一個高通量細胞編輯平台，能夠測試不同基因變異對免疫細胞對抗HIV的影響。這無疑會推動艾滋病的治療研究。

一線曙光，天然抵抗HIV人群

幾十年來，在科學家的不斷努力下，艾滋病研究取得巨大進展，抗逆轉錄病毒藥物在治療和控制HIV方面也取得了不錯的效果。但時至今日，依然無法完全治癒艾滋病，每年都有數以百萬計的人感染HIV。一旦病毒侵入患者的免疫系統，會深藏在細胞DNA中，現有技術手段無法檢測或摧毀它們，患者只能靠不斷服用抗逆轉錄病毒藥物維持生命。

然而，並不是每個人都很容易感染HIV，有些人的免疫細胞似乎對HIV具有天然抗性，這給處於迷茫中的科學家帶來一線曙光。他們希望，有朝一日能夠編輯HIV感染者的免疫系統，使其具有對抗HIV的能力。

為此，科學家們做了很多努力，對具有HIV抗性者的基因組進行了大量測序，以求發現能對HIV免疫的基因變異。但有太多的基因變異涉及其中，有的變異會阻礙病毒入侵免疫細胞，有的則會對病毒操控細胞基因表達的能力造成影響。直到現在，科學家也沒有找到一種方法來測試到底是哪種變異賦予了人類T細胞對抗HIV的能力。

CRISPR相助，創建抗HIV免疫細胞

T細胞是人體免疫系統中最主要的戰士，但它們卻很柔弱，在體外只能生存幾周。因此，對T細胞進行基因編輯不是一件容易的事。2015年，加州大學舊金山分校醫學院的微生物學和免疫學助理教授亞歷山大·馬森及同事，通過在試管中預製CRISPR機制，首次在人類T細胞中進行了精確的DNA序列替換，並將編輯過的基因添加到供體免疫細胞中。

在此次新研究中，研究人員對這一技術進行了改良。他們發明了與T細胞內基因編輯並行的一個高通量自動化系統。通過這一系統，能夠對健康志願者T細胞中成千上萬個不同的候選基因進行編輯，將這些變異細胞暴露於HIV病毒之前，然後篩選出可阻斷病毒感染的基因變異。

由於T細胞在體外只能存活兩到三周，該系統成功的關鍵就在於它的速度。用論文作者之一、加州大學舊金山分校細胞與分子藥物學教授內萬·J.克洛根的話說：「要想把編輯T細胞作為一種治療手段，怎樣快速、安全、有效地進行編輯，並將編輯細胞快速植回患者體內是最主要的考量。」

研究人員利用新技術編輯了基因CXCR4與CCR5，這兩個基因負責編碼不同HIV病毒株用以侵入和感染免疫細胞的受體分子，是過去細胞療法實驗的主要目標。結果表明，使這兩個基因中的任何一個失效，都可成功阻止HIV感染人類T細胞。而更進一步實驗顯示，同時阻斷使HIV侵入細胞的基因和使HIV在細胞中得以生存繁殖的基因，會使免疫系統獲得雙重抗性。

潛力巨大，成果僅是冰山一角

為了驗證新技術的效能，研究人員開發了146種不同的基於CRISPR技術的編輯方案，每個方案都旨在關閉45個與艾滋病有關基因中的一個。他們最後確認了幾個基因，其缺失會使細胞具有HIV抗性，其中一些基因在先前的研究中已被預測出來，而有些基因卻從未發現與HIV感染有關。

下一步，研究人員計劃利用新平台找出更多的HIV病毒弱點，以開發新的細胞療法或靶向性藥物。他們希望能找到一種方法，通過簡單或者說極微小的基因編輯，來改變細胞功能，使其既能產生對HIV病毒的抗性，又不會影響基因表達，阻礙細胞功能的發揮。他們還希望該系統能夠得到更廣泛的應用，不僅僅是用於研究HIV，還會用於其他病毒研究。

馬森表示，對人類免疫細胞進行修飾並很快就看到效果，可說是完成了傳染病研究中的一大塊拼圖。基因編輯技術潛力巨大，而目前發現僅是冰山一角。

(科技日報華盛頓11月6日電)

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