单细胞分析揭示单核细胞 IL1B 表达调控 HIV-1 潜伏储存库的机制

为探究宿主因素对 HIV-1 潜伏储存库大小的影响，研究人员对急性感染期启动 ART 且病毒抑制的个体外周血细胞行单细胞 RNA 测序，发现 CD14+单核细胞中 IL1B 表达与储存库大小呈负相关，为 HIV 功能性治愈提供新方向。

　　HIV-1 感染仍是全球重要公共卫生问题，尽管抗逆转录病毒疗法（ART）能有效抑制病毒复制，但潜伏在细胞内的病毒储存库是实现治愈的主要障碍。这些潜伏储存库主要存在于静息记忆 CD4⁺T 细胞中，但其大小在个体间差异显著，宿主因素如何影响储存库大小尚不清楚。揭示宿主细胞基因表达与储存库大小的关联，对于理解病毒持续存在机制和开发功能性治愈策略至关重要。

为解决这一关键问题，美国军事 HIV 研究项目（U.S. Military HIV Research Program）等机构的研究人员开展了相关研究。他们对急性 HIV 感染期启动 ART 并实现病毒抑制的队列进行研究，利用单细胞技术解析宿主基因表达与 HIV-1 储存库大小的关系，相关成果发表在《Nature Communications》。

研究主要采用的关键技术方法包括：一是单细胞 RNA 测序（scRNA-seq），对泰国 RV254 队列 14 名参与者和美国 ACTG A5354 队列 38 名参与者的外周血单个核细胞（PBMC）进行分析，检测全转录组基因表达；二是多参数流式细胞术，分析 PBMC 中各类免疫细胞亚群的频率和表型；三是 HIV 储存库检测，通过定量 PCR 检测总 HIV DNA 和整合 HIV DNA，利用完整前病毒 DNA 检测（IPDA?）区分完整和缺陷前病毒；四是体外功能实验，包括 NF-κB 活性检测、HIV 感染模型和信号通路分析。

单核细胞基因表达与 HIV 储存库大小显著关联

对 RV254 队列的 scRNA-seq 分析显示，CD14⁺单核细胞是差异表达基因（DEG）最多的细胞类型，其中 IL1B 和血栓反应蛋白 - 1（THBS1）表达在储存库 “不可检测” 组显著高于 “可检测” 组。进一步分析发现，CD14⁺单核细胞的基因表达模块与炎症反应和 NF-κB 信号通路相关，且 IL1B 表达与总 HIV DNA、整合 HIV DNA 均呈负相关。

单核细胞 IL1B 与中央记忆 CD4⁺T 细胞频率协同影响储存库

通过多变量回归模型结合流式细胞术数据，发现 IL1B 表达与中央记忆 CD4⁺T 细胞（CD4⁺T_CM）频率存在交互作用。在 CD4⁺T_CM频率较高时，IL1B 对储存库大小的负向影响更显著。这提示单核细胞可能通过作用于 CD4⁺T_CM细胞间接调控储存库。

独立队列验证 IL1B 与储存库大小的负相关关系

在 ACTG A5354 队列（包含不同种族和 HIV-1 亚型 B 感染者）中，CD14⁺单核细胞的 IL1B 表达仍与储存库大小呈负相关，且 IPDA? 检测显示 IL1B 与完整前病毒、缺陷前病毒均呈负相关，验证了其广泛相关性。

IL1B 通过激活 NF-κB 通路抑制病毒储存库

体外实验表明，IL1B 可激活 NF-κB 通路，促进 HIV 转录，同时诱导抗病毒基因表达，抑制病毒扩散。IL1B 预处理可增加 productive HIV 感染，减少潜伏感染细胞，并改变 CD4⁺T 细胞亚群组成，增加 CD4⁺T_CM细胞频率，减少效应记忆 T 细胞（CD4⁺T_EM）频率，从而可能减少病毒潜伏的细胞基础。

研究表明，单核细胞来源的 IL1B 通过激活 NF-κB 通路，促进潜伏病毒激活并抑制病毒传播，从而减少 HIV-1 储存库大小。这一发现揭示了单核细胞在 HIV 持续感染中的关键作用，提示 IL1B 可能作为天然的潜伏逆转剂（LRA），为 “休克与杀伤” 策略提供新靶点。此外，研究还强调了宿主先天免疫细胞与适应性免疫细胞相互作用对病毒储存库的调控作用，为开发针对储存库的治疗策略提供了多维度思路。未来研究需进一步探索 IL1B 在体内的作用机制及临床转化潜力，推动 HIV 功能性治愈的进程。