抗HIV-1基因疗法：基于造血干细胞的安全杀伤开关策略

本文介绍了一种新型的抗HIV-1基因疗法，通过使用造血干细胞（HSPC）结合多重抗HIV-1基因和安全杀伤开关（huEGFRt），在人源化小鼠模型中显著降低了HIV-1病毒载量。该策略不仅有效抑制了HIV-1感染，还提供了在不良事件发生时可安全耗尽转基因细胞的能力。

　　

文章内容

抗HIV-1 HSPC基因治疗的背景

自HIV-1被发现以来，尽管抗逆转录病毒疗法（ART）显著提高了患者的生活质量和预期寿命，但它并不能治愈HIV-1感染。ART的主要局限性在于它不能根除潜伏的HIV-1病毒库，这些病毒库在停止治疗后会导致病毒的重新激活。此外，长期使用ART可能导致药物副作用、耐药性和依从性问题。因此，开发一种能够提供长期缓解或治愈HIV-1感染的疗法至关重要。

HSPC基因治疗的优势

造血干细胞（HSPC）基因治疗因其潜在的一次性治疗即可提供终身缓解的前景而备受关注。通过改造患者的自体HSPC，可以避免人类白细胞抗原（HLA）匹配的问题，这在异体造血干细胞移植中是一个重大挑战。HSPC基因治疗的目标是通过表达抗HIV-1基因来保护细胞免受感染，并攻击已经感染的细胞。

抗HIV-1基因的选择

研究中使用了三种主要的抗HIV-1基因：短发夹RNA（shRNA）靶向CCR5（CCR5sh1005）、膜锚定HIV-1融合抑制剂（C46）和基于CD4的嵌合抗原受体（CAR）。CCR5是HIV-1进入宿主细胞的关键共受体，CCR5sh1005通过RNA干扰下调CCR5的表达，从而阻止HIV-1的进入。C46是一种融合抑制剂，通过与HIV-1包膜蛋白gp41结合，防止病毒与宿主细胞膜的融合。CAR-T细胞则通过识别并结合HIV-1感染的细胞表面的gp120，诱导细胞毒性T细胞的杀伤作用。

安全杀伤开关的设计

为了提高治疗的安全性，研究中引入了一个基于截断的人表皮生长因子受体（huEGFRt）的安全杀伤开关。huEGFRt可以被临床可用的西妥昔单抗（CTX）靶向，通过抗体依赖性细胞毒性（ADCC）和补体依赖性细胞毒性（CDC）机制耗尽转基因细胞。这一设计允许在出现不良事件时，通过注射CTX来选择性地清除表达huEGFRt的细胞。

研究方法

研究中使用了人源化骨髓/肝脏/胸腺（huBLT）小鼠模型来评估基因治疗的效果。huBLT小鼠模型通过在免疫缺陷小鼠中移植人胎儿肝脏和胸腺组织，支持人类免疫系统的重建。HSPC在体外被基因修饰后，移植到huBLT小鼠体内，随后评估其对HIV-1感染的抵抗能力和安全性。

结果

研究结果显示，基因修饰的HSPC在huBLT小鼠中成功重建了多谱系人类造血细胞，并显著降低了HIV-1病毒载量。在接受CCR5sh1005和C46联合治疗的M1组小鼠中，HIV-1病毒载量降低了约1个对数级。此外，CTX介导的huEGFRt+细胞耗尽实验表明，该方法可以在需要时安全地清除转基因细胞。

讨论

研究的意义在于提供了一种新的HSPC基因治疗方法，该方法不仅可以有效抑制HIV-1感染，还可以通过安全杀伤开关控制潜在的不良事件。尽管目前的基因修饰效率和植入水平还不足以实现终身缓解，但研究结果表明，通过增强抗HIV-1基因修饰的HSPC的植入，可以提高治疗效果。

未来展望

未来的研究需要在更接近临床的动物模型中进行，如非人灵长类动物，以验证这些发现。此外，持续改进HIV-1抑制水平和确保治疗安全性将是将该疗法转化为临床应用的关键。通过这些努力，有望为HIV-1感染者提供一种新的治疗选择，最终实现长期缓解甚至治愈。

结论

本研究展示了基于HSPC的多重抗HIV-1基因治疗策略的有效性和安全性。通过结合CCR5sh1005、C46和CAR-T细胞，以及huEGFRt安全杀伤开关，该策略在huBLT小鼠模型中显著降低了HIV-1病毒载量，并提供了在必要时耗尽转基因细胞的能力。这一进展为HIV-1感染的治疗提供了新的希望，并为未来的临床应用奠定了基础。