第2例HIV感染者被治癒,艾滋病人的福音到了,中國科學家居功至偉


第2例HIV感染者被治癒,艾滋病人的福音到了,中國科學家居功至偉

2020年3月11號,一名接受CCR5Δ32/Δ32造血幹細胞移植治療的英國艾滋病患者病情評估從"長期緩解"改成了"治癒"。這意味著在2010年首例"柏林病人"被治癒之後,出現第二位被治癒的艾滋病患者。

早在1996年,中國科學家鄧宏魁教授就證明HIV入侵T細胞的主要共受體是CCR5。在對艾滋病易感人群的研究中,他們發現,有 1% 的歐洲人對 CCR5 (R5) 嗜性 HIV 病毒免疫,因為他們天生就攜帶 CCR5-Δ32 的突變。

談艾色變

1981年,美國疾控中心對外發布公告:在1980-1985年期間,總共發現5個極其罕見的病例,這種病傳播迅速,患者在感染之後免疫功能極度衰竭,並且死亡率極高,達到100%,這在當時醫學界掀起軒然大波。

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1982年9月,疾控中心對其命名 "獲得性免疫缺陷綜合徵",也就是我們常說的艾滋病。從此之後,人類與艾滋病開始了一場曠日持久的鬥爭。

艾滋病最早是寄存於非洲猩猩和猿猴身上,因此關於艾滋病的由來,有人說可能是當地居民吃了生的猴腦或者沒煮熟的猩猩肉,也有人說是因為人類與黑猩猩發生性行為,甚至有人說艾滋病是一種人造新型病毒。年代久遠,至今無法確認。

最初美國疾控中心報道的五個病例都是男性同性戀患者,所以艾滋病還曾有過一個別名叫做"同性癌"。艾滋病可以通過唾液、血液、母嬰、不安全性行為等方式傳播,潛伏期可達10-20年,隨著人員流動,艾滋病席捲全球。

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艾滋病攻擊T細胞的原理是:人體T細胞表面存在HIV病毒的"特異性受體",病毒攻擊T細胞,使得人體防禦系統遭受破壞,患者多死於嚴重感染癌症,治癒率極低。且傳播迅速,容易變異,具有不可控性,患者被病痛折磨的同時,也受盡了白眼和歧視。

基因編輯技術

1996年,鄧宏魁教授在對艾滋病不易感人群的研究時發現,有1%的歐洲人先天攜帶CCR5-Δ32 的突變,這種突變讓他們對HIV病毒免疫。到底是不是這個原因呢?在隨後的研究中證明,由於這種突變,致使病毒與T細胞表面的受體無法正常結合,從而阻絕了病毒入侵免疫系統。鄧宏魁教授帶領研究組從此處入手,開展基因敲除的課題。

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世界上首例報道出被治癒的艾滋病患者布朗來自柏林。當時他不僅患有艾滋病,還因為免疫系統防禦功能失效而患上白血病,醫生建議他做骨髓移植。在經過思想鬥爭之後,布朗選擇接受治療。醫生對他進行放射療法和幹細胞移植。

除了配型非常吻合,還歸功於捐獻者先天攜帶CCR5-Δ32突變。在三年內的臨床觀察下,布朗已經不需要服用抗逆轉錄病毒藥物。而這例病患的康復也給了醫學界和艾滋病患者很大的鼓勵,證明了艾滋病並非無法根治。

基因"量產"

即使現有的案例表明,CCR5-Δ32突變對於艾滋病治療頗有奇效,但是在現有統計中,這種純合概率也僅有1%,十分稀有。那麼,是否能夠採取某種人工方法實現這種突變呢?

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這就是鄧宏魁教授課題組所研究的方向。他們通過人工基因編輯技術,在患者的幹細胞上敲除掉CCR5基因,然後將經過編輯後的幹細胞再次轉移到到患者體內,這些細胞回到患者體內進行增殖分化,最終形成帶有突變的免疫細胞,對HIV病毒具有抵禦作用。最重要的是該項技術編輯而成的細胞不會遺傳,轉移給後代,因此也不存在倫理問題

2016年,鄧宏魁教授將此方法借鑑到另外一位艾滋病患者身上,課題組對其實施骨髓移植方案,保證供者型骨髓細胞嵌合率達到100%。在對這位患者的治療過程中,課題組在供者體內CD34﹢細胞上,CCR5基因敲除率達到了17.8%,並且在移植之後近四周的時間裡,患者病情得到有效控制。

在後續觀察中發現,患者在服藥期間,病情得到明顯的緩解。為了探索治療的有效性,課題組提議患者暫緩服藥。在短暫的停藥期間,患者雖然表現出一定的HIV病毒抵抗能力,但是

CD4﹢細胞中HIV病毒數量顯著增加,CD4﹢細胞數量也明顯下降,且出現可檢測到的病毒載量。這種現象表明,單純的基因編輯並不足以完全抵禦病毒入侵,也不能幫助患者治癒艾滋病

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關於該項研究的提高與發展,鄧宏魁教授還表示,目前的技術還不足以完全敲除造血幹細胞上的病毒受體,要繼續優化

編輯技術,升級治療方案,實現100%的敲除效率

CRISPR/Cas9技術

2017年,鄧宏魁課題組開展並建立了利用CRISPR/Cas9技術進行人造血幹細胞基因編輯的技術體系。這種方法比之前的基因編輯組技術更加容易,成本也更低,之後他們進一步完善成體造血幹細胞上CCR5基因的敲除技術。

除了在細胞上進行準確的基因敲除之外,課題組還縮短Cas9在細胞內的持續時間,引入配對gRNA,並對Cas9核酸酶進行突變,從而實現了非常低的脫靶效率,以此提高基因編輯效率和準確性。增強治療結果,更加安全可靠。

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第二例艾滋病人痊癒

2019年,世界上出現第二位被治癒的艾滋病患者,他和"柏林病人"相似,不僅患有艾滋病,還患有霍奇金淋巴瘤。在醫生建議下他接受幹細胞移植手術,通過基因編輯技術敲除成體造血幹細胞上CCR5基因,再將編輯之後的細胞移植到體內。最終這位病人在2020年宣佈治癒

在首例艾滋病患者布朗被治癒後,科學家試圖在其他患者身上使用同種方法治療艾滋病,但是最後都失敗了。但此次"倫敦病人"的治癒,意味著基因敲除技術對艾滋病治療的有效性。因此如何提高基因編輯的效率成為是該領域實現臨床應用的主要攻克點。

臨床應用

在長達多年的實踐中已經初步證明基因編輯造血幹細胞在臨床應用中的可行性

安全性,現在全球範圍內,有更多人關注並參與進基因編輯的陣營中。基因編輯技術也成為艾滋病治療發展的里程碑。除了艾滋病和白血病,其他如β地中海貧血等之類的血液疾病,均在未來有希望通過基因編輯技術看到臨床治療的曙光。

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如今,鄧宏魁教授還在繼續鑽研,完善基因編輯技術,他也以"第一個發表利用

CRISPR基因編輯技術對成人細胞進行編輯的臨床試驗結果的人"入選《自然》年度十大科學人物。兩例患者的痊癒給艾滋病患者和研究者帶來希望的曙光,長久以來困擾人們的難題終於被融化掉冰山一角。未來某天艾滋病一定會被攻克,期待基因編輯技術的發展,讓更多的病人能夠恢復健康,正常擁抱他們愛的人。

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