《Nature Microbiology》:SIV reservoir depletion and clearance from neonatal macaques following transient CCR5 depletion
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抗逆转录治疗(ART)可抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)感染者的病毒血症,但HIV前病毒会无限期存留于表达CD4的细胞之中。含活性前病毒的细胞表达病毒蛋白,已可通过广泛中和抗体(bnAbs)成功靶向;而含潜伏前病毒的细胞若不行潜伏期逆转则无法被特异性靶向。除骨髓
抗逆转录治疗(ART)可抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)感染者的病毒血症,但HIV前病毒会无限期存留于表达CD4的细胞之中。含活性前病毒的细胞表达病毒蛋白,已可通过广泛中和抗体(bnAbs)成功靶向;而含潜伏前病毒的细胞若不行潜伏期逆转则无法被特异性靶向。除骨髓移植所需细胞毒性预处理外,尚未见对潜伏HIV或猴免疫缺陷病毒(SIV)储存库的有意义耗竭。研究人员显示,通过单剂CCR5/CD3双特异性抗体(bsAb)对表达CCR5的细胞进行深度但短暂的耗竭,可清除婴猴体内活性与潜伏SIV储存库。新生恒河猴于感染后1周起接受ART,之后分别给予CCR5/CD3 bsAb或CD4特异性抗体,两者均耗竭靶细胞并加速血浆病毒血症下降。停止ART后,单用ART组均迅速反弹,而多数CCR5/CD3 bsAb组动物维持无病毒血症>3个月,部分至随访结束仍无病毒血症且未检出复制 competent 病毒。结果表明bsAb可实现复制 competent SIV储存库(RCVR)的有意义耗竭,并支持近期感染者实现HIV储存库临床有意义耗竭的可能性。
论文解读:《Nature Microbiology》发表关于新生猕猴SIV储存库耗竭与清除研究
研究背景方面,HIV感染中抗逆转录治疗(ART)仅抑制病毒血症,病毒前病毒长期存留于CD4+细胞中。活性感染细胞可被广泛中和抗体(bnAbs,broadly neutralizing antibodies)靶向,但潜伏感染细胞缺乏特异性标志物,难以在不激活潜伏期时被清除。已知唯一接近治愈的案例多为CCR5Δ32/Δ32供体造血干细胞移植并伴放疗或细胞毒化疗者,临床可推广性极低。ART在感染约3天后储存库建立后无法治愈,早期治疗虽延缓反弹却极少实现无药缓解。因此,研究人员希望验证:在感染早期、复制 competent 病毒储存库(RCVR)尚小时,通过耗竭CCR5+靶细胞同时清除感染细胞与阻断再感染,是否可实现SIV治愈。
研究人员以围产期感染为模型,用新生恒河猴口服高剂量SIVmac251,感染7天后启动三联ART(替诺福韦、恩曲他滨、多替拉韦),随后分别给予持续ART、CD4R1抗CD4抗体、单剂CCR5/CD3双特异性抗体(bsAb),18周后停ART并监测反弹。结论为:CCR5/CD3 bsAb可深度耗竭CCR5+细胞,显著缩小RCVR,使部分婴猴长期无病毒血症,组织学亦未检出残余SIV核酸或复制 competent 病毒;该研究为近期感染个体HIV储存库耗竭提供了新路径。
主要关键技术方法上,研究采用新生恒河猴口服SIVmac251感染模型与早期三联ART队列,分组为ART单用、CD4R1耗竭CD4+细胞、单剂CCR5/CD3 bsAb耗竭CCR5+细胞;以流式免疫表型分析监测血液与记忆T细胞亚群,以定量PCR(qPCR)与DNAscope/RNAscope原位杂交检测多组织病毒核酸,以病毒出生长试验(VOA,viral outgrowth assay)评估复制 competent 病毒,并以CD8+ T细胞耗竭(MT807R1)检验非细胞毒性控制机制,再以基于反弹生存曲线的数学模型估算RCVR规模。
研究结果部分,SIV target-cell depletion after perinatal infection小节显示,抗体治疗组病毒负荷下降速度快于单用ART,细胞相关SIV DNA平均耗竭幅度为ART组1.7 log、CD4R1组2.7 log、bsAb组3.4 log,说明CCR5靶向更早覆盖潜在感染细胞。Long-lasting effect of bispecific antibody on blood and tissue immunophenotypes小节显示,CD4R1致CD4+细胞长期缺乏,CCR5/CD3 bsAb致短暂CD3+淋巴细胞减少后CCR5+记忆CD4+与CD8+ T细胞近乎完全耗竭且可持续≥34周,未诱发持续炎症或淋巴减少。Viral rebound was significantly delayed in CCR5-depleted macaques小节显示,停ART后对照组7天内均反弹,CD4R1组6/8早期反弹,bsAb组仅2/6在13天反弹,其余延迟至97天、173天或长期不反弹;Cox模型表明峰值病毒载量低与bsAb治疗均显著延迟反弹,CD8+ T细胞耗竭后仍未反弹,说明控制不依赖细胞毒性T细胞。RCVR depletion achieved by bispecific antibody小节显示,对不反弹动物多组织qPCR、DNAscope/RNAscope及VOA均未检出病毒;数学模型估计CD4R1使RCVR降约13倍、bsAb降约152倍,校正峰值病毒载量后结论不变。
讨论部分总结为,CCR5/CD3 bsAb的疗效不仅来自感染细胞清除,也来自可感染靶细胞耗竭,使再激活病毒无处立足,RCVR随细胞衰减与复制毒性逐步缩小。早期感染中CCR5+细胞是首批被感染群体,故较慢性期CD4记忆亚群更适合作为RCVR标志物。单剂即获长期CCR5+细胞耗竭出乎意料,但支持CCR5表达在特定谱系中相对稳定。成人结果可能不同,但该策略可与bnAbs等免疫疗法联用。CCR5Δ32/Δ32人群无显著免疫缺陷,提示短暂CCR5+细胞耗竭风险可控,但广泛耗竭CCR5+CD8+等细胞仍需警惕机会性感染。
结论部分译为:研究人员发现,接受耗竭治疗的新生猕猴可实现长期缓解,包括停治疗后长达4年无病毒血症且CD8+ T细胞耗竭后仍不反弹。数学建模提示需千倍级储存库缩减才能长期无反弹,而CCR5耗竭同时改变再激活病毒遇见新靶细胞的速率与潜伏期再激活概率。CCR5耗竭未必要求清除全部潜伏感染细胞,因为残存焦点可被宿主防御消除。最重要的是,CCR5耗竭改变了再激活病毒寻找新靶细胞的速率这一反弹关键参数;因此缓解机制既包括感染细胞消除,也包括可感染靶细胞耗竭。既往晚期CD4耗竭研究也提示靶细胞广泛耗竭可部分缩减储存库,但CCR5策略因保留抗病毒CD4+ T细胞功能而更优。早期感染中CCR5是RCVR良好标志,单剂bsAb还可发挥CCR5进入阻断作用。该研究证明利用宿主免疫靶向CCR5+细胞可作为HIV治愈新路线,尤其适用于感染后早期治疗的婴幼儿,并可与bnAbs等方案整合以实现活性与潜伏储存库共同耗竭。