华人学者惊人发现：HIV可以逃避CRISPR/Cas9治疗

　　

生物通报道  当前CRISPR/Cas9已被成功改造成基因组定点编辑工具。因此，如何利用CRISPR/Cas9系统对HIV-1病毒基因进行高效靶向修饰，从而达到治疗HIV-1感染病患的目的成为了国内外许多实验室的研究热点。

2015年10月，来自吉林大学和斯坦福大学的研究人员，利用一种工程设计的CRISPR Csy4 RNA内切核糖核酸酶，来抑制HIV-1病毒感染。相关研究结果发表在国际学术期刊《PLOS ONE》上（吉林大学用CRISPR抑制HIV感染 ）。

哺乳动物细胞编码的限制因子，可以限制HIV-1和其他病毒的复制。不过，被病毒感染的细胞往往不表达这样的限制因子。人们普遍认为，诱导宿主限制因子的表达是抑制病毒复制的一个潜在途径。杜克大学的Bryan R. Culle领导研究团队在CRISPR/Cas9的基础上构建了转录激活子，成功让人类细胞表达了自己缺乏的限制因子（A3G和A3B）。这项研究发表在2015年12月的PNAS杂志上(PNAS：CRISPR协助细胞对抗HIV )。

HIV是一种有效和狡猾的逆转录病毒。一旦HIV将其DNA导入宿主细胞基因组，它就有一段很长的潜伏期，并能保持休眠状态潜伏很多年。虽然医生可以调制相匹配的抗逆转录病毒药物鸡尾酒，来抑制病毒，但是如果停止治疗病毒又会再度复活。为了使潜伏性HIV变得完全无害，美国麻省大学医学院的研究人员利用Cas9 / CRISPR——一种强大的基因编辑工具，开发出一种新型技术，有可能将潜在病毒的DNA从被感染细胞中去除(利用CRISPR/Cas9技术对抗艾滋病)。

然而，根据发表在4月7日《Cell Reports》杂志上的一项研究，在将CRISPR/Cas9用作有效的抗病毒药物之前，或许还需要对这一基因编辑平台进行稍微的调整。利用CRISPR/Cas9突变细胞DNA内HIV-1的研究人员发现，尽管单突变可以抑制病毒复制，一些也可以导致意外的抵抗。研究人员认为，靶向多个病毒DNA区域对于有效实现CRISPR/Cas9的潜在抗病毒能力或许是必要的。

一旦进入到细胞中，HIV的RNA基因组会转变为DNA，与细胞DNA缠绕在一起。由此可以编程CRISPR/Cas9来靶向一段DNA序列，切割病毒DNA。问题是，HIV极擅长携带新突变存活及旺盛生长，因此尽管许多的病毒被这种靶向方法所杀死，逃避CRISPR/Cas9治疗的HIV会变得更难靶向。

论文的资深作者、麦吉尔大学艾滋病中心副教授、犹太综合医院Lady Davis研究所的高级研究员梁晨（Chen Liang，音译）说：“当我们测序逃脱HIV的病毒RNA时，惊讶地发现病毒的大多数突变都恰好排列在Cas9切割DNA的位点，这直接表明了这些突变是修复断裂DNA时细胞非同源末端连接机器所介导，而非病毒逆转录酶的错误所致。”

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“一些突变很小，只有单核苷酸，但这一突变改变了序列，使得Cas9不再能够识别它。这样的突变不会损伤病毒，因此这些抵抗病毒仍然可以复制。”

这项由麦吉尔大学、蒙特利尔大学、中国医学科学院和北京协和医学院的研究人员协作完成的研究，为希望将CRISPR/Cas9用作为一种抗病毒药物的人提供了一个警示故事。梁晨不认为这些努力是徒劳的，因为有一些策略可以克服这一限制。例如，利用CRISPR/Cas9或Cas9以外的其他酶来靶向多个位点。一旦确定了一种解决方案，下一个障碍将是找到一些方法向患者递送治疗物。

梁晨说：“不仅是HIV-1，CRISPR/Cas9为许多其他的病毒找到一种治愈方法带来了新希望。朝着这一目标，我们还有一条漫长的路要走，有许多的障碍和限制需要我们去克服，但我们有信息将会获得成功。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

Cell Reports, Wang et al.: "CRISPR/Cas9-derived mutations both inhibit HIV-1 replication and accelerate viral escape" http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.03.042