學術前沿:AAV-CRISPR基因編輯療法,讓一次性注射治療艾滋病成為可能

艾滋?。ˋIDS) , 即獲得性免疫缺陷綜合征 , 是一種由人類免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的危害性極大的傳染病 。 HIV病毒把人體免疫系統中最重要的CD4+T細胞作為主要攻擊目標 , 大量破壞該細胞 , 經過數年、甚至長達10年或更長的潛伏期后發展成艾滋病病人 , 使人體喪失免疫功能 , 因抵抗力極度下降會出現多種感染 , 后期常常發生惡性腫瘤 , 以至全身衰竭而死亡 。
在過去的幾十年里 , 何大一等人提出的“雞尾酒療法”等聯合治療方案使得艾滋病成為了一種相對可控的慢性疾病 , HIV感染患者的存活時間和生活質量也得到了極大的改善 。 然而 , 這些療法只能抑制患者體內的HIV病毒 , 而不能徹底清除 , 因此也就無法治愈 。 據聯合國艾滋病規劃署數據 , 目前全球范圍內現存HIV攜帶者和艾滋病患者人數高達3800萬人 , 且數量仍在快速增長中 。
近日 , 以色列特拉維夫大學的研究人員在NatureBiotechnology期刊上發表了題為:InvivoengineeredBcellssecretehightitersofbroadlyneutralizinganti-HIVantibodiesinmice的研究論文 。
該研究使用兩種腺相關病毒載體(AAV)同時遞送CRISPR-Cas9基因編輯系統和靶向免疫球蛋白基因的修復模板 , 直接編輯小鼠內源B細胞的免疫球蛋白基因位點 , 有效地在體內修飾B細胞 , 使之能產生針對HIV病毒的中和抗體 , 讓一次性注射治療艾滋病成為可能 。
學術前沿:AAV-CRISPR基因編輯療法,讓一次性注射治療艾滋病成為可能
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學術前沿:AAV-CRISPR基因編輯療法,讓一次性注射治療艾滋病成為可能】多年以來 , 科學家們在治療HIV感染時一直面臨一個十分棘手的問題——HIV在人體中變異迅速 , 極易產生耐藥性 。 令人興奮的是 , 2011年MichelNussenzweig團隊在一名HIV感染者體內分離出了一種HIV廣泛中和抗體——3BNC117 。
然而 , 盡管針對HIV的強效、廣泛中和抗體(bNAb)可以保護機體免受感染 , 但眾多的艾滋病候選疫苗的臨床試驗最終無一不以失敗告終 , 這提示我們想要通過傳統的免疫方法實現對HIV的免疫是十分困難甚至是不可能的 , 必須走出新的道路 。
對此 , 如果能通過CRISPR技術直接編輯免疫球蛋白基因來重編程體液免疫 , 使之產生靶向特定病原體(如HIV病毒)的中和抗體 , 那將是一種里程碑式的革新 。
在這項最新研究中 , 研究團隊設計了兩種重組腺相關病毒(AAV):一種編碼CRISPR-Cas9基因編輯系統 , 包括CMV/SFFV啟動子驅動的SaCas9和U6啟動子驅動的sgRNA;另一種編碼靶向免疫球蛋白基因的HIV-bNAb-3BNC117同源性定向修復模板(HDRT) 。
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兩種重組腺相關病毒遞送CRISPR-Cas9基因編輯系統和HDRT
研究人員使用各種HIV包膜糖蛋白(Env)為基礎的免疫原免疫小鼠 , 以擴大激活細胞的數量 , 6天后通過靜脈注射將這兩種重組AAV地送到小鼠體內 。 經過幾次相同的HIV-Env增強免疫后 , 小鼠的血清中開始表達廣泛中和抗體 , 并且可以中和3BNC117敏感的HIV毒株 。
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免疫小鼠產生3BNC117
緊接著 , 研究團隊通過高通量測序分析了基因編輯效果 。 正如預期的那樣 , 早期可在小鼠的肝臟和血液中發現AAV基因組的強烈富集 , 隨著時間的推移 , 在肝臟中AAV拷貝數減少 , 而在免疫小鼠的淋巴結和骨髓中增加 , 這表明在這些組織中B細胞克隆擴增正在進行 。
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注射AAV后130天 , 在免疫小鼠的淋巴組織中發現了體內工程B細胞