高亲和力适配体靶向HIV整合酶的设计与表征：实现早期诊断的新策略

为解决HIV早期诊断难题，研究人员针对HIV整合酶(IN)高度保守肽段HCINp1，通过SELEX技术筛选出高亲和力适配体Apt2-HCINp1（KD=30.95±4.79 nM），开发出能检测3.65 log cp/mL病毒载量的ELONA检测体系。该适配体可识别142种HIV变异株，为开发超灵敏即时检测(POC)技术奠定基础。

　　

在全球艾滋病疫情持续蔓延的背景下，HIV早期诊断仍面临重大挑战。现有血清学检测需感染后21天才能检出抗体，核酸检测虽将窗口期缩短至10天，但高昂成本限制了其在资源匮乏地区的应用。更棘手的是，HIV存在170余种变异株，其高突变率常导致传统检测出现漏检。面对这一全球性健康威胁，西班牙马德里Ramón y Cajal大学医院（Hospital Universitario Ramón y Cajal）HIV-1分子流行病学实验室的研究团队另辟蹊径，将目光投向病毒蛋白检测领域。

研究人员创新性地选择HIV整合酶(IN)作为靶点——这个在病毒颗粒中含量达250拷贝的关键蛋白，其保守性远高于仅含2拷贝的病毒RNA。通过生物信息学工具EpiMolBio分析13,606条HIV-1和6,436条HIV-2序列，团队锁定了一个在113种HIV-1和4种HIV-2变异株中100%保守的暴露肽段HCINp1。这项发表于《Anaerobe》的研究，通过系统进化配体指数富集(SELEX)技术成功筛选出三条靶向HCINp1的适配体，其中Apt2-HCINp1凭借独特的G-四链体结构（最大G-score=41）和温度稳定性，展现出最优异的结合特性。

关键技术方法包括：1) 基于AlphaFold预测IN三维结构筛选保守肽段；2) 五轮SELEX筛选结合新一代测序鉴定适配体；3) 通过ELONA评估亲和力（K_D）与灵敏度；4) 使用pyDockDNA进行分子对接模拟；5) 用22份临床样本（含12种HIV变异株）验证检测效能。

高度保守IN肽段的选择

研究团队发现HCINp1在HIV-1 M组变异株中保守度超90%，3D结构显示其位于IN蛋白表面。相比同期鉴定的HCINp2-4，该11氨基酸肽段在HIV-2中同样高度保守，是理想的靶向位点。

HIV整合酶适配体表征

Apt2-HCINp1以30.95 nM亲和力脱颖而出，其稳定茎环结构在25-37℃保持构象不变。分子对接显示该适配体通过6-8个氢键与HCINp1结合，而G-四链体特征（GC含量60.53%）赋予其独特稳定性。

最佳适配体组合性能

采用"三明治"ELONA策略时，Apt2-HCINp1双价组合（C5）检测限达25 ng/well（相当于10.26 log cp/mL），较单适配体灵敏度提升10倍。令人惊喜的是，该组合还能交叉识别HIV蛋白酶(PR)，为多靶点检测奠定基础。

临床样本验证

在12份培养上清（含A/B/C/D/CRF01_AE/CRF02_AG亚型）和5份血浆样本中，C5组合均成功检出最低3.65 log cp/mL病毒载量，换算检测灵敏度达0.18 pg P24/mL，优于商品化第五代试剂（Bioplex 2200 HIV Ag-Ab，5.2 pg/mL）。

这项研究的意义在于：首次证实IN蛋白可作为HIV诊断靶标，打破了该靶点仅用于整合酶抑制剂研发的传统认知。通过靶向病毒保守区域，Apt2-HCINp1克服了HIV高变异带来的检测难题，其检测下限已接近核酸扩增技术水平。更值得关注的是，该适配体无需化学修饰即实现室温稳定，大幅降低了未来产业化成本。研究者特别指出，将此类适配体与量子点等纳米材料结合，有望开发出超灵敏POC检测器件，这对HIV母婴传播阻断和急性期感染者筛查具有重大临床价值。正如团队在讨论部分强调的，这项研究为建立"第一天诊断"体系提供了全新分子工具，其技术路线亦可拓展至其他高变异病原体检测领域。