CRISPR突破性成果：首次在活体动物中除掉HIV

　　

生物通报道：艾滋病在世界范围内广泛传播，严重威胁着人类健康和社会发展，一直受到人们的高度重视。近十年来HIV的治疗和预防已经取得了巨大的进步，HIV携带者的寿命大大延长，新HIV感染者已经从2002年的三百三十万减少到了2012年的两百三十万。但人们仍未找到治愈这种疾病的有效途径，也没有开发出相应的疫苗。

HIV-1是引起艾滋病的主要病原体。Temple大学的研究人员首次使用CRISPR-Cas9基因编辑技术，成功从活体动物基因组中切除了HIV-1 DNA。这一突破性研究发表在Gene Therapy杂志上，是通过基因编辑治疗HIV的关键一步。

细菌一直在与病毒或入侵核酸进行斗争，为此它们演化出了多种防御机制，CRISPR-Cas9适应性免疫系统就是其中之一。规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合，可以在引导RNA的指引下，靶标并切割入侵者的遗传物质。2012年研究者们利用这一特点，将CRISPR系统发展成了强大的基因组编辑工具。该系统使用简单而且扩展性强，很快便成为了生物学领域的香饽饽。

“我们在这项研究中展示，CRISPR-Cas9基因编辑系统能够有效进入两种小型动物模型的多种器官，从宿主细胞基因组中切除大片段病毒DNA，”领导这项研究的Kamel Khalili教授解释道。

目前的HIV疗法主要是使用一组抗逆转录病毒药物。虽然抗逆转录病毒药物能有效抑制HIV复制，但却无法将HIV-1清除出受到感染的细胞。如果抗逆转录病毒治疗中断，HIV就会重新复制让患者发展成艾滋病。因为这种病毒的DNA能够藏身在记忆性CD4+ T细胞组成的“蓄水池”中，不受治疗药物的影响。

Dr. Khalili及其同事此前已经用CRISPR/Cas9基因编辑系统，在体外培养的细胞中清除了HIV-1。现在他们希望通过这种技术清除转基因大鼠和小鼠体内的HIV-1。研究人员用重组腺相关病毒(rAAV)载体将CRISPR/Cas-9送入大鼠和小鼠血液，在两周后收集这些动物的组织进行DNA分析。他们发现，基因编辑技术在各种组织中成功切除了HIV-1 DNA片段，包括大脑、心脏、肾脏、肝脏、肺部、脾脏和血细胞。病毒RNA分析显示，这一策略大大减少了循环淋巴细胞和淋巴结的HIV-1 RNA水平，说明切除病毒基因组显著影响了HIV-1的基因表达。

基因编辑有着巨大的医疗潜力，可以用来校正致病突变和治疗人类疾病。基因编辑大多是通过核酸酶向基因组引入DNA双链断裂，然后通过非同源末端连接（NHEJ）进行修复，不过这种修复有时并不准确。西雅图儿童研究所和华盛顿大学的科学家们找到了一条更有效的DNA改写途径，可以帮助人们治疗HIV和其他人类疾病。（更多详细信息参见：Science转化医学：用基因编辑击败HIV）

HIV被动免疫疗法是一种还未用于临床的新策略，是指定期使用广谱中和性HIV抗体（bNAb）来控制患者体内潜伏的HIV病毒。美国NIH国立过敏与传染病研究所的科学家们在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章，进一步强调了HIV被动免疫疗法的重要性。他们的研究表明，在停止抗病毒治疗之后，被动免疫疗法可以继续抑制HIV病毒。（更多详细信息参见：PNAS：被动免疫疗法有望结束HIV的潜伏）

抗体是免疫系统生成Y形分子，能够有效靶标病原体。天然抗体的双臂结合同样的蛋白，而双特异性抗体的双臂靶向不同的目标。为了更好的打击潜伏HIV，研究人员设计了同时靶标白细胞表面受体（CD3）和HIV蛋白的双特异性抗体。这种抗体不仅能够逆转HIV的潜伏性，还承担着清除被感染细胞的任务。相关论文分别发表在Nature Communications和The Journal of Clinical Investigation杂志上。（更多详细信息参见：艾滋病研究新突破：摧毁HIV的藏身地）

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：Excision of HIV-1 DNA by gene editing: a proof-of-concept in vivo study. Gene Therapy