《American Journal of Transplantation》:Inhibition of cytomegalovirus reactivation by
ex vivo treatment of human kidneys with the SYN002 immunotoxin
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为解决实体器官移植后人巨细胞病毒(HCMV)再活化导致严重并发症这一临床难题,研究人员开展了一项探索性研究,评估在器官移植前通过常温机械灌注技术对离体人肾脏给予靶向病毒受体US28的免疫毒素SYN002的安全性与有效性。结果显示,SYN002处理能安全地使HCMV再活化水平降低90%以上,为降低移植后HCMV相关疾病风险提供了一种有前景的术前干预新思路。
在全球范围内,绝大多数人都携带着人巨细胞病毒,这种病毒在健康人体内通常处于潜伏状态,相安无事。然而,当宿主免疫力下降时,例如在接受器官移植后必须使用免疫抑制剂的患者身上,沉睡的病毒就可能被“唤醒”,重新开始活跃复制,引发严重的感染甚至器官衰竭。对于肾移植受者而言,来自HCMV阳性供者的肾脏本身就可能携带潜伏的病毒,成为移植后感染的“源头”。现有的抗病毒药物主要针对病毒活跃复制阶段,且存在毒性、耐药性和高昂医疗成本等问题,更重要的是,它们无法有效清除潜伏感染的细胞。因此,医学界迫切需要一种能够靶向清除所有感染阶段(包括潜伏期)病毒的新策略,以从源头上减少移植后HCMV的威胁。
近期发表于《American Journal of Transplantation》的一项研究,为我们带来了一个颇具前景的新思路。剑桥大学的研究团队将目光投向了病毒自身的一个“阿喀琉斯之踵”——US28蛋白。这是一种由HCMV编码的受体,在潜伏期和裂解期感染的细胞表面都有表达,为特异性靶向并清除病毒感染细胞提供了理想的靶点。基于此,他们开发了一种名为SYN002的“智能导弹”——一种由靶向US28的趋化因子结构域和铜绿假单胞菌外毒素A的毒素部分构成的免疫毒素。其工作原理是:SYN002结合到感染细胞表面的US28后,被内吞进入细胞,最终释放毒素部分,抑制蛋白质合成,从而诱导感染细胞凋亡。为了能将这种“导弹”精准投送到整个供肾,研究人员巧妙地利用了常温机械灌注技术。这是一种在移植前用于保存和评估供体器官的平台,能够模拟生理条件对离体肾脏进行灌注,为在移植前对器官进行“预处理”提供了可能窗口。那么,通过NMP输送SYN002是否安全?又能多大程度清除供肾中的HCMV呢?
为了回答这些问题,研究团队主要应用了几项关键技术:首先是离体常温机械灌注,使用改良的儿科心脏旁路系统对来自研究捐献(因各种原因不适合临床移植)的人肾脏进行为期4小时的灌注。其次是HCMV再活化实验,这是评估治疗效果的核心方法:从肾脏灌注液中分离细胞,通过细胞因子诱导分化以促使潜伏病毒再活化,再与成纤维细胞共培养,最终通过免疫荧光检测病灶来量化能产生感染性病毒的细胞数量。此外,研究还综合运用了多种安全性和功能性评估手段,包括监测灌注参数、肾功能指标、尿液损伤生物标志物、组织病理学评分以及灌注液炎症因子水平分析,全面评估SYN002处理对肾脏的影响。
SYN002在体外对表达US28的细胞杀伤效果优于前代分子SYN001
研究人员首先在体外比较了SYN002与其前代分子SYN001的效力。实验表明,在过表达US28的HEK293细胞和单核细胞THP-1中,SYN002的杀伤效力比SYN001高十倍。更重要的是,在原代CD14+单核细胞建立潜伏感染的模型中,SYN002能更有效地靶向并杀伤表达US28的潜伏感染细胞,而对不表达US28的病毒感染细胞则没有影响,证明了其作用的高度特异性。
SYN002通过离体灌注给予人肾脏具有良好的耐受性
接下来,研究团队在离体人肾脏上测试了SYN002的安全性。他们使用了5对来自同一供者的配对肾脏,随机分为治疗组和对照组,在NMP过程中分别给予SYN002或安慰剂。监测结果显示,两组肾脏在灌注液流量、肾内阻力、肌酐清除率、尿量、氧合参数等反映肾功能和灌注状态的指标上均无显著差异。对尿液损伤标志物的检测,以及灌注后肾脏组织的病理学评分也显示,治疗组与对照组之间没有明显区别。此外,灌注液中大部分炎症因子水平两组相当,甚至治疗组中CCL2/MCP-1和IL-4的水平在灌注4小时后显著低于对照组。这些数据综合表明,通过NMP给予SYN002处理对肾脏是安全的,未造成额外损伤。
HCMV可在HCMV阳性供者肾脏中检出
研究证实了供肾确实是HCMV的潜在储存库。通过液滴PCR,他们特异性地在HCMV血清阳性供者肾脏的灌注液细胞中检测到了病毒DNA。更重要的是,通过上述再活化实验体系,他们成功地从这些阳性供肾的灌注液细胞中诱导并检测到了具有感染性的病毒,且分化处理后的细胞产生的病毒病灶更多,说明肾脏中确实存在可再活化的潜伏病毒库。
SYN002能有效清除供肾中的HCMV
这是研究的核心发现。研究人员先在不同浓度的SYN002处理单个肾脏的实验中观察到剂量依赖性效果,850 ng/mL的浓度可使病毒再活化水平降低90%以上。随后,在更具说服力的配对肾脏实验中,与同一供者未处理的对照肾脏相比,经850 ng/mL SYN002处理4小时的肾脏,其灌注液细胞中可再活化的HCMV水平显著下降。这一清除效果在全部5对肾脏中均得到了一致验证,同时细胞表型和肾脏各项安全指标未受影响。这强有力地证明,利用NMP平台给予SYN002,可以安全且高效地“清除”供肾中的HCMV病毒储存库。
综上所述,这项研究的主要结论和重要意义在于:它首次在离体人肾脏模型中证实,通过常温机械灌注技术给予靶向HCMV US28受体的免疫毒素SYN002,是一种安全且高效的策略,能够显著降低(超过90%)供体肾脏中可再活化的HCMV水平。与现有抗病毒药物不同,这种方法的优势在于它能靶向表达US28的潜伏感染细胞,从根源上减少移植时随器官转移的病毒载量。其全部治疗过程在器官离体状态下完成,灌注后药物可被彻底冲洗掉,避免了全身性暴露的风险,安全性高。这项研究为预防肾移植后HCMV相关并发症提供了一种创新的“术前净化”思路,不仅可能降低移植受者的感染风险、改善预后,还可能减少术后长期抗病毒治疗的需求和相关副作用。研究者指出,这一基于NMP的递送平台未来或可扩展用于处理肾脏携带的其他威胁移植成功的病毒。该研究成果为后续开展SYN002的临床试验提供了坚实的概念验证依据,有望推动移植医学在控制病毒感染方面迈向新阶段。