艾滋病影響全球約35萬人,目前還沒有治愈的方法。最近,由美國康奈爾大學威爾康奈爾醫學院Laurie H. Glimcher院士帶領的一個研究小組,發現了一種方法,可在感染剛剛開始發展的關鍵時刻,限制一種最常見形式艾滋病病毒(HIV-1)的復制。這一研究突破,發表在六月二十五日的《自然通訊》(Nature Communications),闡明了人體抵御HIV-1的免疫力的一個潛在新組分,并可能提供一種強大的新策略,來限制這種疾病的嚴重性。
HIV-1病毒經體液傳播,通過感染和破壞關鍵的免疫細胞(稱為CD4 T細胞)而蓬勃發展。長期以來,科學家已經知道,CD4 T細胞產生一種物質――被稱為白介素-21(IL-21),通過激活專門殺死病毒(如HIV-1)的免疫細胞和驅動攻擊病毒的抗體生產,而在免疫系統中起著重要的作用。但目前還不清楚的是,在一個人感染之后不久,IL-21如何影響HIV-1感染的早期階段,使病毒的生長和蔓延有增無減。
為了揭開了這一效應,威爾康奈爾醫學院、馬薩諸塞州綜合醫院Ragon研究所、麻省理工學院和哈佛大學的研究人員,進行了兩項研究。研究人員利用人體組織制備了一種培養物,主要是脾臟和淋巴結組織。在細胞暴露于IL-21后,他們引入了HIV-1并發現,7個小時后,暴露IL-21的培養物所包含的病毒,比那些沒有接受治療的培養物少了三分之二以上。
接下來,研究人員在移植人類干細胞的小鼠中檢測IL-21,以創造一個盡可能接近于人體的生理環境。過去兩周的時間內,小鼠開始產生IL-21,效果保持穩定:在14天之后,暴露IL-21的小鼠超過一半沒有顯示可檢測水平的HIV-1,IL-21降低了發病率和病級。
這些分析結果表明,IL-21不僅啟動了免疫系統,而且在發育的一個早期時間窗內,也阻止了HIV-1病毒的復制,此時它們集中在一個位置,還尚未開始擴散到整個身體。
本文資深作者Laurie H. Glimcher院士指出:“這項研究強調了人體免疫系統中能夠發動抗病毒反應和驅動內在HIV-1抵抗的元件。我們希望,這一見解將幫助我們一步一步接近于保護患者擺脫這種致命而復雜的病毒。”
病毒載量的減少,起因于IL-21引發的一系列事件, CD4 T細胞產生的其中一個蛋白質,來幫助執行它們的免疫功能。研究人員發現,IL-21可指導CD4 T細胞,增加一種小RNA分子的數量。這個小分子是microRNA-29 (miR-29),可抑制HIV-1的復制,從而限制受感染細胞產生的病毒數量。
本文第一作者、Glimcher實驗室博士后研究人員Stanley Adoro補充說:“這項研究發現了患者抵御病毒的一種武器。我們認為,IL-21就是其中一種武器,早期部署它將是非常強大的抗病毒策略。不幸的是,眾所周知,HIV-1會損害患者的IL-21生產,阻礙miR-29在靶CD4 T細胞的表達。我們現在的目標是,要充分認識IL-21在病毒感染第一天、病毒進入位點的響應特性,以及HIV-1如何降低靶CD4 T細胞的miR-29數量。”
這些結果除了對IL-21的新活性提供見解之外,可能對HIV-1疫苗也有重要影響。雖然科學家們正在討論未來的疫苗的組件,但有一個共識是,在HIV-1最早和最脆弱的階段抑制它們的生長,將是保護病人免于疾病最有效的策略。
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