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【年度盘点】2016年HIV研究领域Top10

2018-07-20 来源:中国病毒学论坛  标签: 掌上医生 喝茶减肥 一天瘦一斤 安全减肥 cps联盟 美容护肤
摘要:2016年3月17日,《Cell host& microbe》期刊上在线发表了来自德国乌尔姆大学医学中心的科研人员的新发现,研究人员找到了一个新的HIV限制性因子——鸟苷酸结合蛋白5(GBP5),丰富了我们对病毒和宿主长期斗争进化关系的理解,也为开发治疗性药物提供新的靶标。

 再有10多天我们就将推开2017年的大门,那么在即将过去的2016年里,HIV研究领域有哪些重大发现呢?请跟随小编一起来学习学习!


Cellhost&microbe:HIV新限制性因子被发现,或可有助开发新药
 
2016年3月17日,《Cellhost&microbe》期刊上在线发表了来自德国乌尔姆大学医学中心的科研人员的新发现,研究人员找到了一个新的HIV限制性因子——鸟苷酸结合蛋白5(GBP5),丰富了我们对病毒和宿主长期斗争进化关系的理解,也为开发治疗性药物提供新的靶标。
 
在病毒感染时,细胞中有一些蛋白能够抑制病毒的生活周期,这些蛋白称为限制性因子。限制性因子是细胞固有蛋白,并且受干扰素(IFN)调控表达。在本论文中,研究人员对HIV限制性因子GBP5功能进行了详细分析,发现GBP5蛋白通过抑制包膜蛋白gp160剪切成gp140和gp41,以及包膜蛋白整合到病毒包膜上,从而抑制感染性HIV的产生。有趣的是,因gp160和vpu是由同一双顺反子RNA编码的蛋白,研究人员发现当阻断vpu表达时,gp160蛋白表达明显上调,从而在一定程度上抵抗GBP5分子的抑制,感染性HIV-1的病毒量上升,这一现象与现在临床上自然流行的M群HIV-1的vpu基因高频突变符合。
 
Science:HIV新靶点助推更强疫苗开发
 
来自美国国家卫生研究院(NIH)等多家机构的研究人员发现了HIV上的一个新抗体识别位点,并为疫苗设计提供了新的思路。相关研究结果发表于2016年5月13日刊登在《Science》期刊上。
 
研究人员从HIV感染者的血液中分离出一种强大的中和抗体,VRC34.01。分析发现这一抗体同时结合HIV包膜蛋白亚基gp120上的聚糖分子N88和包膜蛋白亚基gp41上的一个新位点。这个新的位点被称作融合肽,是由8个氨基酸组成的,有助HIV与细胞融合从而感染该细胞。相比于HIV疫苗科学家们已研究的HIV病毒上的其他位点,这种融合肽具有更加简单的结构。这一新识别位点的发现,为制造一种旨在触发高效中和抗体产生的疫苗提供新的方向。
 
同期两篇Science提示抗体疗法有望治愈HIV
 
来自美国洛克菲勒大学与来自德国科隆大学的研究人员合作,尝试基于抗体提供一种更好的用于长期控制HIV的策略。通过开展一项I期临床试验,为抗体如何发挥功能提供新的认识,相关研究结果同时发表在2016年5月5日那期《Science》期刊上。
 
这项研究中使用的一种被称作3BNC117的广泛中和抗体分子,早前的研究已证实3BNC117能够中和在全世界发现的80%以上的HIV毒株。因此,研究人员猜测将这种抗体注射进病人体内也将有助他们抵抗HIV病毒。
 
在第一项研究中,为此开展一项临床试验。这项临床试验涉及15名血液中具有高水平HIV的病人,和12名已接受抗逆转录病毒疗法(ART)治疗而使得病毒水平得到控制的病人。将单剂量3BNC117抗体注入到这些病人体内,在一个月内对他们进行监控。结果发现在这15名血液中具有高水平HIV的病人当中,14人在接受这种抗体注射后能够制造新的抗体,而且这些新的抗体能够中和一些不同的HIV毒株。
 
在第二项研究中,研究人员想要确定3BNC117抗体治疗是否可能具有比ART治疗更多的益处。他们采用HIV动力学数学模型来预测如果3BNC117只是中和血液中的HIV和阻断新的HIV感染产生,那么这些病人体内的HIV水平如何变化。他们的分析证实中和HIV单独并不能解释在病人体内观察到的病毒水平急剧下降,这就让他们猜测肯定存在另一种组分增强这种抗体的疗效。通过针对模式小鼠开展研究,研究人员提供证据证实3BNC117能够调动小鼠体内的免疫细胞,加快它们清除被HIV感染的细胞。
 
研究人员下一步就是测试3BNC117与其他靶向作用于HIV的抗体的组合使用,以便确定是否观察到一种更加强大的抗病毒效果。研究人员也正在开展II期临床试验,在这项临床试验中,接受ART治疗的病人转向接受抗体治疗。
 
ACSNano:中国科学家实时动态观察到单个艾滋病毒的脱壳过程
 
2016年6月2日,我国中科院武汉病毒研究所崔宗强研究团队与中科院生物物理所张先恩团队合作,实时动态观察到单个艾滋病毒的脱壳过程,揭示了病毒入侵细胞时基质蛋白、衣壳蛋白、病毒核酸等不同层次、不同组分逐级顺序解离过程和时空机制,研究成果在《ACSNano》期刊上在线发表。
 
病毒脱壳释放遗传物质的过程是病毒侵染早期阶段的关键环节,对于脱壳过程的研究也将发现抗病毒治疗新途径。但是,相比较于病毒入侵的其它过程来讲,目前对于病毒脱壳的认识还很欠缺,特别是对脱壳过程发生的时空动态机制鲜有了解。利用金属钌有机配合物([Ru(phen)2(dppz)]2+)、双砷染料(FlAsH/ReAsH)、和荧光蛋白(EGFP/ECFP)分别对病毒的基因组RNA、衣壳蛋白CA和基质蛋白MA进行荧光标记,构建了具有良好侵染能力的双色和三色荧光标记病毒颗粒。结合活细胞内单颗粒示踪技术,对单个艾滋病毒入侵宿主细胞时的解离脱壳过程进行实时、动态、可视化分析,揭示了艾滋病毒在侵染宿主细胞后60-120分钟期间,病毒基因组、衣壳蛋白和基质蛋白以一个类似于“火箭升空逐级分离”的模式动态顺序解离。基于药物抑制和统计分析,发现病毒解离脱壳过程的时间和效率会受到细胞因子CypA和病毒逆转录过程的影响。
 
NatStructMolBiol:一种可识别体内休眠HIV的新技术
 
2016年11月21日,《NatStructMolBiol》上发表了来自西班牙庞裴法布拉大学的一项研究成果,他们开发出一种技术称为B-HIVE,可以绘制艾滋病毒插入人类基因组的情况以及测量它们的表达水平。
 
当HIV基因组整合受感染细胞的基因组后,一小部分病毒进入休眠期,因此逃脱我们的免疫系统的检测。这些病毒逃避治疗,始终是病人的一个威胁,因为在稍后的时间,他们会自发地唤醒并重新启动侵染循环。许多现有疗法和药物抱着清除潜在的病毒数量的希望,旨在激活潜在的HIV病毒。不幸的是,这些疗法都没有证明能有效治愈感染病人。研究人员开发出一种技术B-HIVE,使用这种新技术,研究人员能够显示不同的艾滋病毒再激活药物从染色体内的不同位置激活艾滋病毒。换句话说,有这种技术,可以寻找最好的药物组合,这些药物组合能再激活目前躲避任何抗逆转录病毒药物的所有潜在病毒,使它们容易受到破坏。此项研究显示研发互补靶点药物的未来前景,这是一大进步,必将极大地推动艾滋病治疗研究以及我们对艾滋病病毒休眠状态(称为延迟)的理解。
 
Immunity:首次从中国病人体内分离出未成熟HIV中和抗体
 
在一项新的研究中,来自中国疾病预防控制中心、北京大学、南开大学和美国斯克利普斯研究所(TSRI)等机构的研究人员描述了有史以来首个在具有强效抵抗HIV的未成熟抗体。研究结果于2016年4月5日在线发表在《Immunity》期刊上,中国疾病预防控制中心艾滋病首席专家邵一鸣是论文通信作者之一。
 
研究人员利用来自HIV阳性病人的罕见有效抗体作为向导,采用“反向工程(reverseengineer)”方法设计合适的候选疫苗。这项研究中所使用的抗体来自一名中国HIV病人,这名病人被科学家们称为“精英(elite)控制者”,这意味着这名病人的免疫系统成功地产生具有一定抵抗HIV能力的抗体。从基因角度而言,在这名供者体内发现的这种抗体类似于VRC01级别抗体的成员(其中VRC01级别抗体是广泛中和抗体,之所以如此命名,是因为它们能够靶向作用于很多HIV毒株的关键性脆弱位点)。但是病人的这一抗体缺乏VRC01级别抗体的一个关键结构特征,进一步研究证实它是成熟VRC01级别抗体的前体分子,换言之,它代表着这类HIV杀伤性抗体进化的一个中间阶段。研究人员这种抗体称作“青少年”抗体,并且说道,它给科学家们提供一种独特的视角来认识促进免疫系统有效地靶向作用于HIV所需的步骤。
 
Nature:HIV衣壳蛋白结构新发现——重新评估艾滋病治疗手段
 
来自英国剑桥大学和伦敦大学的联合团队于2016年8月10日在《Nature》上报道了一项新成果,提出了一种新的药物靶标和重新评估现有的艾滋病治疗手段以改善功效的机会。
 
研究人员研究了HIV衣壳的分子结构——由蛋白质组成的病毒外壳。结果发现,在外壳中存在特殊的微孔,这些微孔能以极快的速度吸入逆转录所需的脱氧核苷酸,同时阻止大分子蛋白如核酸酶的进入。这有助于解释为什么艾滋病病毒能如此成功地逃避免疫系统。这一HIV衣壳蛋白中孔道的发现,为HIV药物研发提供了新靶标。同时,目前治疗艾滋病毒的药物,称为逆转录酶抑制剂,是否可能通过改善这些药物,使其能够通过小孔,从而增强药效。

Cell:揭示在HIV感染后几天内身体发生了什么变化
 
HIV感染后的最早期阶段,人们不能够在血液中检测到病毒,但是这一阶段是人体中关键性的却很难研究的时期。来自一个由美国哈佛医学院领导的研究团队,对SIV感染的早期事件进行了深入研究,相关结果于2016年4月13日在线发表在《Cell》期刊上,这些发现对疫苗开发和制定阻止感染的其他策略具有重要意义。
 
研究人员让44只恒河猴生殖道感染SIV,然后在第0、1、3、7和10天后分析机体病毒分布及免疫反应。他们发现SIV能够在猴子全身快速传播,而且在感染SIV病毒24小时后,在所分析的大多数猴子体内,病毒RNA存在于生殖道外至少一种组织中。除了病毒快速传播之外,这种病毒触发一种局部的炎性反应,这种炎性反应在接触到SIV不久就在病毒感染的组织中发生,而且增加的病毒RNA数量与上升的宿主蛋白NLRX1水平相关联,其中NLRX1抑制抗病毒免疫应答。此外,抑制适应性免疫应答的TGF-β细胞信号通路也被激活,并且与较低水平的抗病毒T细胞免疫应答和较高水平的SIV复制相关联。
 
这些发现提示着可能存在非常狭窄的机会之窗来抑制或清除这种病毒,HIV预防策略应该把这些因素考虑进去。
 
Nature:还美国艾滋病“零号病人”清白
 
加拿大航空乘务员盖特恩·杜加斯一直被公众视为美国的艾滋病“零号病人”。但是2016年10月26日,来自英国、美国和比利时的研究人员在《自然》杂志上在线发表的一篇论文称,所谓HIV“零号病人”竟是一次重大误判!为他洗脱了这一罪名。
 
研究人员检测了美国一些诊所在上世纪70年代末收集的超过2000份血清样本,在其中3个来自旧金山以及5个来自纽约的样本中检测到了HIV基因组,并对它们展开了基因测序。测序结果后发现,这8个样本中的艾滋病病毒与上世纪70年代早期在海地发现的病毒毒株样本类似,这些病毒毒株已具备不同的基因特性。而对盖特恩血液样本的分析结果表明,他携带的HIV只是当时美国出现的典型病毒毒株,并非这一病毒传播的特殊“源头”。这意味着艾滋病病毒大约在1970年就已开始在旧金山和纽约传播和变异,并且可能是经海地传入。
 
更匪夷所思的是,研究团队还发现,盖特恩其实只是被称之为O病人——因为他来自“加州以外(OutsideofCalifornia)”地区,简略的用了开头字母O,但随着时间的推移,字母O被误当成了数字0,以致人们普遍相信了这个“零号病人”的故事。“零号病人”这一称呼也由此诞生并且延续使用至今用来称呼导致疫情的首位病人。
 
Science:史上最详细HIV包膜三维结构出炉!
 
来自美国斯克里普斯研究所的研究人员解析出HIVEnv三聚体处于自然状态下的高分辨率结构图,相关研究结果于2016年3月4日发表在《Science》期刊上。
 
HIV通过Env让病毒与宿主细胞融合,从而感染它们。Env的结构是高度保守的,是一种非常重要的靶标,也意味着同样的脆弱位点存在很多种HIV毒株中,作用于这些位点的抗体很可能是广谱中和抗体。不幸的是,一种被称作多聚糖(glycan)的糖分子保护物阻止很多抗体达到这个区域。为了开发一种抵抗HIV的疫苗,科学家们需要详细地绘制这些多聚糖的结构图以便揭示出这种保护物中存在的小漏洞,这样抗体就可能穿过这些小漏洞,从而中和这种HIV。然而,这种HIVEnv三聚体极其不稳定,这是使得科学家们很难捕捉到好的结构图片。
 
鉴于此,研究人员使用一种被称作低温电子显微镜(cryo-EM)的三维成像技术,从而能够获得原子水平的高分辨率结构细节。通过使用一种HIV广谱中和抗体PGT151,提取和纯化这种脆弱的Env三聚体,从而进行成像观察,获得了比以往任何时候见到过的都要更加完整的Env三聚体结构图。研究人员观察到了完整的融合复合体、完整的多聚糖和一种被称作近膜端外部区(MPER)的疫苗靶标,这些结构也证实这种Env三聚体是可塑性的,能够灵巧地改变它的形状。这些研究发现让研究人员更好地考虑一下越过这种多聚糖保护物所需的抗体特征,开发出更加优越的候选疫苗。
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