Nature:HIV研究重大進展!揭示烏白眉猴遭受SIV感染卻不產生AIDS之謎

2021-01-17 生物谷

2018年1月9日/

生物谷

BIOON/---和平共處，而不是戰爭：這就是在西非發現的一種被稱作烏白眉猴（sooty mangabey）的猴類物種處理猿猴免疫缺損病毒（simian immunodeficiency virus, SIV，與HIV存在著密切的同緣關係）感染並避免產生類似獲得性免疫缺陷症候群（AIDS，俗稱愛滋病）的疾病的方式。相關研究結果發表在2018年1月4日的Nature期刊上，論文標題為「Sooty mangabey genome sequence provides insight into AIDS resistance in a natural SIV host」。

烏白眉猴（Sooty mangabey），圖片來自Yerkes National Primate Research Center, Emory University。


為了了解烏白眉猴如何實現這一重要的健康壯舉，在美國埃默裡大學耶基斯國家靈長類動物研究中心微生物學與

免疫學

主任Guido Silvestri博士的領導下，研究人員對烏白眉猴的基因組進行了測序。通過與人類和其他非人靈長類動物的基因組進行比較，他們發現了可能對人類HIV感染者有用的線索。通過研究SIV和它的天然宿主如何在不產生AIDS的情形下共存可能改善對HIV感染者的長期治療，降低HIV的母嬰傳播，並且指導HIV疫苗開發。

Silvestri說，這是首次用於鑑定和驗證可能調節著一種重要的疾病過程的基因的物種間基因組分析。

Silvestri說，「我們利用了數千年來發生的進化過程，揭示了感染上SIV但不產生AIDS是有可能發生的。」

論文第一作者是耶基斯國家靈長類動物研究中心的David Palesch博士和Steve Bosinger博士。

美國貝勒醫學院人類基因組測序中心的Jeffrey Rogers博士及其

遺傳

學團隊進行了烏白眉猴基因組測序和組裝。其他的論文共同作者包括Greg Tharp（耶基斯國家靈長類動物研究中心）、Robert Norgren（內布拉斯加大學），Beatrice Hahn（賓夕法尼亞大學）、Daniel Sauter（烏爾姆大學）和Frank Kirchhoff（烏爾姆大學）。

烏白眉猴和其他的猴子，如黑臉山魈（drill）和非洲綠猴，都是SIV的天然宿主。當被這種病毒感染時，它們維持健康的免疫細胞水平，不會進展到AIDS。這種保護與恆河猴等非天然宿主形成鮮明對比，這是因為後者遭受SIV感染後產生類似AIDS的疾病，使其成為理解人類HIV感染的動物模型。

遺傳

分析表明人類的HIV感染是通過非人靈長類動物（包括黑猩猩和烏白眉猴）之間的多次跨物種傳播SIV而產生的。

Palesch說，「我們發現烏白眉猴基因組編碼的免疫系統蛋白存在著兩個很大的差異，我們希望這將幫助我們更好地理解為何烏白眉猴儘管遭受SIV感染而不會產生AIDS。」

重大區別之一是免疫細胞上的粘附分子。這種被稱作ICAM2的粘附分子在烏白眉猴中是沒有功能的。 ICAM2基因的缺失似乎僅在烏白眉猴中發生，而在SIV的其他天然宿主或其他靈長類動物（如狒狒和獼猴）中則沒有發生。

此外，烏白眉猴的TLR4（toll樣受體4）蛋白發生改變，這會損害它的功能。TLR4是先天性免疫感應的一部分，並且會被

細菌

膜成分激活。

Silvestri說，「這一發現很有趣，這是因為腸道屏障受損和

細菌

釋放會導致長期的免疫激活，而這與HIV感染者和感染了SIV的非天然宿主中的AIDS進展存在關聯。」

在烏白眉猴中，活性較低的TLR4形式可能會減少由SIV感染引起的免疫激活。這種TLR4改變存在於烏白眉猴和其他的天然宿主（如長尾黑顎猴、黑臉山魈和疣猴）的基因組中，但不存在於非天然宿主（如獼猴）中，這提示著某種進化優勢。

這些研究人員通過追蹤這些發現，展示了這些差異如何影響免疫細胞的行為。下一步就是探究烏白眉猴和與它的親緣關係密切的物種之間存在的微妙的基因組差異。

在Silvestri博士之前領導的研究中，他和他的團隊比較了烏白眉猴和其他天然宿主的免疫系統與包括病毒性非進展者（viremic non-progressor）---一組獨特的以相似的方式避免HIV相關疾病的患者---在內的人類HIV感染者的免疫系統進行了比較。當前的這項研究對此加以擴展：首次比較了全基因組測序數據，並鑑定出可能賦予AIDS抵抗性的通路。隨著這種方法取得成功，Silvestri團隊正在規劃未來的測序項目以便研究更多的天然宿主物種。

Silvestri團隊還計劃對他們鑑定出的基因開展更加深入的研究。這些研究人員寫道，「在SIV感染期間在體內操縱ICAM2和TLR4的未來研究對於揭示這兩個基因是否和在多大程度上直接影響SIV感染在這種宿主物種中的非致病性是不可或缺的。」

Bosinger說，「這是AIDS研究的一個非常激動人心的時刻。有了一名唯一被治癒的柏林AIDS患者，我們已看到治癒HIV感染是有可能的。多年來，烏白眉猴和其他的天然宿主為科學家們提供了治療AIDS的路線圖，但是我們每次僅能夠研究這種路線圖的一小部分。如今，通過研究這種物種的完整基因組，我們的團隊相信我們可以加速取得在抵抗HIV和AIDS中發揮重要作用的發現。」（生物谷 Bioon.com）

參考資料：David Palesch, Steven E. Bosinger, Gregory K. Tharp et al. Sooty mangabey genome sequence provides insight into AIDS resistance in a natural SIV host. Nature, 04 January 2018, 553:77–81, doi:10.1038/nature25140

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