为根除人类艾滋病开路——CRISPR剔除了灵长类动物基因组中的HIV样病毒

　　

坦普尔大学Lewis-Katz医学院的科学家们在HIV研究方面向前迈出了一大步，他们成功地编辑了非人灵长类动物的基因组中的SIV病毒（一种与艾滋病的病因HIV密切相关的病毒）。这项突破使坦普尔研究人员和他们的合作者比以往任何时候都更接近于开发一种治疗人类艾滋病毒感染的方法。

“我们首次证明，一种腺相关病毒携带的CRISPR基因编辑结构的单次接种可以编辑恒河猴受感染细胞的SIV基因组，”坦普尔大学Lewis-Katz医学院神经艾滋病综合中心主任Kamel Khalili博士说。

神经科学系副教授Tricia H.Burdo博士是利用SIV（猿猴免疫缺陷病毒）感染的抗逆转录病毒疗法（ART）治疗的恒河猴HIV发病机制模型的专家，

Khalili博士、Burdo博士和杜兰国家灵长类动物研究中心和杜兰大学医学院微生物学和免疫学系副教授Andrew G. MacLean博士，以及德克萨斯州生物医学研究所西南国家灵长类动物研究中心副教授Binhua Ling博士和LKSOM神经科学系助理科学家Pietro Mancuso博士是11月27日发表在《Nature Communications》这篇文章的作者。

这项新的研究表明，基因编辑结构可以接触到被感染的细胞和组织，这些细胞和组织是SIV和HIV的病毒库。这些贮存器是病毒与宿主DNA结合并隐藏多年的细胞和组织，是治愈感染的主要障碍。这些储存库中的SIV或HIV超出了ART所能达到的范围，它可以抑制病毒复制并清除血液中的病毒。一旦停止抗逆转录病毒治疗，病毒就会从它们的储存库中出来并重新复制。

“在非人灵长类动物中，SIV的行为非常类似于HIV。”Khalili博士解释说。“Burdo实验室研究的感染了SIV的恒河猴模型是重现人类感染艾滋病病毒的理想大型动物模型。”

在这项新的研究中，研究人员首先设计了一种SIV特异的CRISPR-Cas9基因编辑结构。细胞培养实验证实，编辑工具在宿主细胞DNA的正确位置切割了整合的SIV DNA，在非靶点编辑潜在有害基因的风险很小。研究小组随后将构建物包装成腺相关病毒9（AAV9）载体，可以静脉注射到感染SIV的动物体内。

Burdo博士与杜兰国家灵长类动物研究中心的同事合作，随机选择三只感染了SIV的恒河猴，每只接受一次AAV9-CRISPR-Cas9注射，另一只动物作为对照。三周后，研究人员从动物身上采集血液和组织。分析表明，在AAV9-CRISPR-Cas9处理的猕猴中，基因编辑结构已经分布到骨髓、淋巴结和脾脏等广泛的组织中，并且已经到达CD4+T细胞，而CD4+T细胞是一个重要的病毒库。

此外，坦普尔研究人员通过对受治疗动物组织的基因分析，证明了SIV基因组是从受感染细胞中有效切割出来的。

“一步一步地从组织和血细胞中高效地切除SIV DNA，”Mancuso博士解释道。“切除效率因组织而异，但在淋巴结中达到显著的高水平。

利用CRISPR-Cas9技术——2020年诺贝尔化学奖的主题——开发一种新的基因编辑系统，专门从携带病毒的基因组中删除HIV DNA。研究人员此前已经证明，他们的系统能够有效地消除HIV感染的小动物模型（包括HIV-1人源化小鼠）的细胞和组织中的HIV DNA。

“我们希望这将是一个结束艾滋病毒/艾滋病，”MacLean说。“下一步是对这种治疗进行更长时间的评估，以确定我们是否能够完全消除病毒，甚至可能将受试者从ART中剔除。”

原文检索：CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates

（生物通：伍松）