尽管抗逆转录病毒疗法(ART)已能有效控制HIV病毒,让患者血液中的病毒载量降至检测线以下,但它无法彻底根除病毒。HIV以潜伏库的形式隐藏在免疫细胞的基因组中,一旦停药,病毒便会卷土重来。如何安全有效地清除这些潜伏库,实现无需终身服药的“缓解”?
2月5日,凯斯西储大学医学院的研究团队在 mBio 期刊上发表了一项研究,发现利用实验室技术扩增和增强的自然杀伤细胞(eNK),能够精准识别并清除被重新激活的HIV潜伏细胞。
HIV感染者体内的NK细胞通常处于功能受损状态,细胞毒性降低,难以有效清除病毒。为了解决这一问题,研究人员从HIV感染者(PLWH)和非感染者的血液中分离出NK细胞,并利用表达膜结合型IL-21(mbIL21)的人工抗原呈递细胞(aAPC)进行体外扩增。
经过3至4周的培养,这些NK细胞实现了150到500倍的扩增,转变为“eNK”细胞。流式细胞术分析显示,扩增后的eNK细胞表现出独特的表型:它们主要为CD56bright CD16+亚群,且显著上调了包括NKG2D、NKp30、NKp44等在内的多种激活受体。单细胞测序(scRNA-seq)进一步揭示,eNK细胞在转录水平上与其原始状态截然不同,它们显著上调了颗粒酶B(GZMB)、穿孔素(PRF1)、干扰素γ(IFNG)等关键细胞毒性因子的表达。通路富集分析显示,eNK细胞中的糖酵解和氧化磷酸化代谢通路被高度激活,这为其执行杀伤功能提供了强大的能量支持。
这些eNK细胞,其实战能力如何?
在针对K562靶细胞的测试中,eNK细胞展现了极高的细胞毒性,且来自HIV感染者的eNK细胞与健康捐赠者的eNK细胞具有同等的杀伤力。eNK细胞具备高度的特异性。当eNK细胞与被HIV急性感染的自体CD4+ T细胞共培养时,它们能够特异性地识别并杀死HIV阳性细胞(GFP标记),而周围未感染的细胞则安然无恙。这种特异性杀伤能力是清除潜伏库且避免严重副作用的关键。
为了清除潜伏的HIV,通常需要使用“潜伏激活剂”(LRA)将病毒“唤醒”,使其暴露在免疫系统面前,即“Shock and Kill”策略。然而,某些LRA可能会抑制免疫细胞的功能。研究人员测试了多种LRA对eNK细胞的影响,发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂(如SAHA)和IL-15激动剂(如N-803)与eNK细胞具有良好的兼容性。eNK细胞表面高表达CD16受体,这意味着它们可以通过“抗体依赖性细胞介导的细胞毒性”(ADCC)机制发挥作用。实验表明,当加入针对HIV包膜蛋白的广谱中和抗体(bNAbs,如VRC01)时,eNK细胞对HIV感染细胞的杀伤效率得到了进一步显著增强。
这项研究振奋的成果在于证实了eNK细胞能切实减少患者细胞内的病毒库。通过病毒释放实验发现,在LRA激活下,经eNK细胞处理的患者CD4+ T细胞,其释放到上清液中的HIV RNA大幅减少,部分样本甚至完全被抑制。
利用自主研发的“潜在完整前病毒载量”(PIPL)数字PCR检测技术,研究团队发现eNK细胞处理后,细胞内总的HIV DNA、缺陷型前病毒以及潜在完整的双阳性(gag+env+)前病毒DNA均显著减少,降幅约为50% 。eNK细胞还能显著降低携带可诱导HIV mRNA的细胞数量,在共培养3天内即可清除约56%的阳性细胞,且这种清除效果可持续至少7天。
研究的资深作者Jonathan Karn教授表示,这一发现是通往长期HIV缓解的重要一步,有望让患者摆脱对每日药物的依赖。下一步,团队计划在模拟人类HIV感染的高级动物模型中测试这种“现成”(off-the-shelf)疗法,并争取在未来两年内开展临床试验。
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