Nat Commun:新研究揭示免疫系統檢測和應對HIV感染新機制

2020-12-05 生物谷

2020年1月26日訊/

生物谷

BIOON/---自從1996年推出抵抗HIV感染的抗逆轉錄病毒藥物(ART)以來,科學家們一直熱衷於尋找治癒這種疾病的方法。

儘管ART藥物可以讓HIV感染者過上正常健康的生活,但是這些感染者必須終生服用藥物。一小部分的HIV可以在免疫細胞中潛伏數年,因此,如果患者停止服用ART藥物,那麼潛伏的HIV就會脫離潛伏狀態並重新感染患者。

如今,隨著第一批開始接受ART藥物治療的人進入中年或老年,醫生們正觀察到由較低的循環HIV水平導致的炎症引起的副作用。這是開發出治癒這種疾病的另一個原因。

圖片來自挪威科技大學分子炎症研究中心。

在一項新的研究中,來自挪威科技大學、奧斯陸大學和中國清華大學的研究人員發現了免疫系統以一種以前未知的方式檢測和應對HIV感染,這可能提高治癒這種疾病的機會。相關研究結果近期發表在Nature Communications期刊上,論文標題為「Sensing of HIV-1 by TLR8 activates human T cells and reverses latency」。

背景

當HIV進入體內時,它會感染免疫系統用來抵抗它的免疫細胞,即CD4 輔助性T細胞(CD4 T細胞)。一旦這些T細胞遭受感染,它們就無法保護身體免受其他疾病或感染。因此,由HIV感染引起的疾病稱為獲得性免疫缺陷症候群(AIDS)。

在愛滋病全面爆發的情況下,患者幾乎沒有T細胞,並且會死於不影響具有健康免疫系統的人的任何感染或疾病。論文共同第一作者、挪威科技大學分子炎症研究中心博士後研究員Hany Zakaria Meås說,「如今,我們已有了阻止HIV自我複製的藥物,而且CD4 T細胞可以重新產生。你可以過上完全健康的生活,但是你必須一生都吃藥,這是因為你停止治療的那一天,HIV將會反彈。」

如果停止服用ART藥物,HIV就會反彈,這是因為這種病毒將它的

遺傳

物質潛藏在處於休眠狀態的T細胞中。這意味著總有可能出現更多病毒並造成嚴重破壞。這些HIV病毒庫刺激了全世界尋找將這種病毒從它潛藏的這些細胞中趕出的方法。

Meås說,如果可以將潛伏的HIV病毒趕出來,隨後就可以通過免疫系統或藥物殺死它,那麼患者體內就沒有HIV,也就可被治癒。「我們需要激活這種病毒,這樣它才能開始複製,這樣就使得遭受HIV潛伏感染的細胞對免疫系統可見。這是目前尋找治癒它的方法。我們只需要激活遭受HIV潛伏感染的細胞,這樣我們就可以殺死這些細胞,同時鑑於在激活會有更多的病毒產生,我們還提供了保護細胞免受感染的藥物。」

他說,在英國進行的一項稱為RIVER研究的臨床試驗嘗試了這種方法,但是去年的報導表明這項

臨床試驗

沒有成功。HIV有不同的變種,但不是所有的變種都能夠同等地感染所有的輔助性T細胞。為了感染細胞,這種病毒必須具有一種特定的配體,這種配體可識別和結合靶細胞上的特定受體。

當輔助性T細胞沒有與HIV病毒上的配體相匹配的受體時,它就不能主動感染這種T細胞。相反,這種病毒可以被捕獲在細胞中稱為內體(endosome)的囊泡內。

這些研究人員研究了將HIV捕獲在內體中的未感染的輔助性T細胞的情況。Meås說,這些未感染的輔助性T細胞通過破壞內體的內含物對內體中的HIV作出反應。

過去,科學家們認為,這種特定的途徑---HIV被捕獲在輔助性T細胞的內體中,而輔助性T細胞破壞了內體中的內含物---是HIV感染的死胡同。畢竟,輔助性T細胞實際上沒有受到感染,並且它們的內體破壞了這種病毒。

但是如今,這些研究人員發現了先前未描述的免疫反應,這種免疫反應是由內體中的HIV破壞引起的。它可能是開發「激活並殺死(shock-and-kill)」潛伏性HIV病毒的關鍵。

這些研究人員發現,當內體中的HIV遭受破壞時,它的一些

遺傳

物質會暴露於T細胞,進而激活一種稱為TLR8的分子。這導致細胞因子產生,從而導致體內炎症。

一種令人吃驚的原因是T細胞是「適應性」免疫系統的一部分,而且隨著時間的推移,它們熟悉傳染性物質並對這些物質作出反應。還有一種鮮為人知的「先天」免疫系統,它通過識別和應對常見的病毒或

細菌

片段來提供一般性的免疫保護。

TLR8是身體先天免疫系統的一部分。T細胞是適應性免疫系統的一部分。通常而言,人們認為這兩種系統是兩個不同的獨立分支。Meås說,「在這項新的研究中,我們發現一種與先天系統有關的受體實際上在適應性免疫系統中存在並起作用。」

論文共同第一作者、挪威科技大學分子炎症研究中心研究員Markus Haug說,由細胞因子引起的炎症喚醒了以前處於潛伏狀態並含有HIV

遺傳

物質的T細胞。

Haug說,「T細胞檢測HIV並產生細胞因子,而且這些細胞因子作用於受到這種病毒感染的細胞並讓它們產生更多的病毒。這些潛伏的輔助性T細胞產生病毒,而且這些活躍地產生病毒的T細胞將產生更多的病毒。」換句話說,TLR8信號和細胞因子誘導的炎症將HIV從這些潛伏的細胞中趕出,這樣就可以破壞這種病毒。

內體中的HIV破壞及其相關的炎症可能也是為何接受ART藥物治療數十年的患者如今開始患上在數十歲以上的人群中更常見的炎症性疾病。這些炎症性疾病包括痴呆症、心血管疾病、代謝症候群和與HIV無關的癌症。

Meås說,內體中的HIV破壞機制可能釋放出足夠的

遺傳

物質,從而激活T細胞的先天免疫受體,這種激活可導致炎症。

論文共同作者、挪威特隆赫姆大學醫院的Jan Kristian Damås說,除此之外,這些發現確實帶來希望。Damås說,「如今,我們有非常有效的藥物來抑制HIV。然而,我們無法根除這種病毒,而且在患者停止用藥數周后,這種病毒將從HIV病毒庫中重新激活。如果我們能夠根除這些病毒庫的話,那麼我們就可以找到治癒HIV感染的方法。」

Meås和Haug的這篇突破性論文為逆轉HIV潛伏機制帶來了新見解,而且他們對TLR8作為T細胞中針對HIV的一種重要受體的發現顯然代表了一種治療HIV的潛在新靶點。此外,他們的發現也可能代表著疫苗開發取得了重大進展,這是因為TLR8配體可能用作疫苗佐劑,因而可塑造HIV疫苗誘導的T細胞反應類型。(生物谷 Bioon.com)

參考資料:1.Hany Zekaria Meås et al. Sensing of HIV-1 by TLR8 activates human T cells and reverses latency. Nature Communications, 2020, doi:10.1038/s41467-019-13837-4.

2.A newly discovered mechanism allows the immune system to detect and respond to HIV
https://medicalxpress.com/news/2020-01-newly-mechanism-immune-hiv.html

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