艾滋病治疗:现在面临的问题和挑战

抗逆转录病毒联合疗法(ART)可降低血浆病毒水平，完全抑制新的感染事件，阻止病毒进化和疾病进展。但需要持续治疗，一旦中断就会导致病毒反弹和疾病发展。

　　

针对HIV-1感染的抗逆转录病毒联合疗法(ART)可降低血浆病毒水平，从而使病毒血症临床检测呈阴性。由于剂量-反应关系和药物协同作用中意想不到的协同作用，抗逆转录病毒疗法能完全抑制新的感染事件，阻止病毒进化和疾病进展。然而，由于HIV-1的持续潜伏，抗逆转录病毒疗法并不能完全治愈，即使采用最佳的抗逆转录病毒疗法。中断抗逆转录病毒治疗会在几周内导致病毒反弹，疾病发展为致命的免疫缺陷。因此，终身的抗逆转录病毒治疗是必要的。在20多岁时感染HIV-1的人将面临50至60年持续的多种抗逆转录病毒药物治疗。围产期感染的儿童面临终生治疗。因此，迫切需要一种治疗方法，从实际意义上讲，这相当于在抗逆转录病毒治疗中断后防止病毒反弹。目前的工作重点是消除HIV-1持续潜伏。

HIV-1潜伏病毒库主要由携带“病毒前体"（proviruses）的静息记忆CD4 T细胞组成，转录沉默的病毒不受抗逆转录病毒治疗或免疫反应的影响。在所有HIV感染者的血液样本中很容易证实储库在静息CD4 +T细胞中的病毒库，并成为HIV-1持久性的标志性特征——长达几十年的稳定性、组织中的广泛分布、具潜伏性和克隆性。

应该基于淋巴细胞在静息状态和激活状态之间进行基本转变的背景下理解潜伏病毒库的建立。与抗原相遇驱动静息CD4+T细胞转化成淋巴母细胞，淋巴母细胞增殖并分化为效应细胞。这种细胞转化包括细胞大小和代谢活性的显著增加，基因表达的广泛变化，以及进入细胞周期。在免疫反应结束时，大多数被激活的细胞死亡，但一小部分存活下来，并恢复到静息状态，成为长寿的记忆细胞。在中枢神经系统和其他地方也可能存在其他潜伏病毒库。

HIV-1启动子中保留了活化T细胞核因子(NFAT)和核因子κB (NF-κB)的保守结合位点，这些转录因子依赖宿主细胞激活，这表明HIV-1已进化到能够在激活的CD4+T细胞细胞中复制，这些T细胞是能够产生病毒粒子的细胞。大多数受感染的淋巴细胞很快死亡——在还没来得及产生足够的病毒来维持感染之前就会死亡。一个模型表明，当激活细胞在过渡到不允许病毒基因表达的静息记忆状态时被感染，潜伏感染状态可能会建立，这部分可能是由于NFAT和NF-κB被隔离。 然后这些细胞凭借维持免疫记忆的正常机制持续存在。在这个模型中，HIV-1潜伏期是正常免疫生理的结果。如果抗逆转录病毒治疗中断，随后的细胞活化可诱导潜伏的病毒前体，导致病毒反弹。

少数接受来自携带C-C趋化因子受体（HIV-1共受体）5型(CCR5)纯合缺失的供体造血干细胞移植(HSCT)的患者成功治愈了HIV-1。造血干细胞移植有风险，通常只有在需要治疗其他致命的恶性肿瘤时才进行。在报道的HIV-1治愈病例中，通过调节方案和移植物抗宿主病(GVHD)以一种不依赖病毒的方式消除了宿主自体的免疫细胞包括潜伏感染的细胞，导致宿主白细胞几乎完全替换为来自供体的HIV-1抗性细胞，重建了免疫系统。任何存活的受感染宿主细胞释放的病毒都不能在重新建立的免疫系统中的抗HIV-1细胞中复制。

三个值得关注但不成功的HIV-1感染者造血干细胞移植病例使用的供体是CCR5野生型。为了防止供体细胞感染HIV-1，抗逆转录病毒治疗在移植后持续了数年。重组后，宿主免疫细胞含量≤0.001%。假设潜伏感染的宿主细胞被消灭的程度与未感染的宿主细胞相同，那么感染细胞的数量减少了10万倍。感染细胞的检测结果为阴性，并进行了分析性治疗中断(ATIs)。在治疗中断后第2.8、7.4和7.9个月，这三名受体中观察到突然的病毒指数反弹。在这些时间间隔内，由于缺乏抗逆转录病毒治疗和GVHD消除宿主淋巴细胞，几乎没有什么可以阻止病毒复制。对延迟反弹的最简单解释是，少量潜伏感染的宿主细胞持续存在，其中一个最终被激活。反弹病毒是单系的，这与单个潜伏感染细胞的再激活是一致的。这些病例说明了HIV-1无法治愈的根本原因：HIV-1可以在潜伏状态下持续很长一段时间，然后一个细胞就可以引起指数级反弹。潜伏病毒库减少延迟反弹，但只有数个对数级别的HIV-1感染细胞减少才会产生具临床意义上的延迟。在感染后立即开始抗逆转录病毒治疗使得潜伏病毒库非常少，从回弹的数学模型也得出了同样的结论。

这些考虑促使人们重新评估通过减少潜伏病毒库来实现治愈的可能性。为此，应该以肿瘤学家看待肿瘤负荷的方式来对待潜伏病毒库。肿瘤化疗能够以多个对数级别来减轻肿瘤负担，缓解期的长短一般与化疗引起的对数减少成正比。然而，对于HIV-1，治疗中断后病毒反弹的时间与干预导致的潜伏病毒库的对数级减少之间存在更复杂和不利的关系。如果停止抗逆转录病毒治疗，当潜伏病毒库中的单个细胞被激活时，就会发生快速的病毒反弹。在抗逆转录病毒治疗期间，来自潜伏病毒库的多个最近被激活的细胞同时产生病毒，可通过超灵敏测定法(通常每毫升血浆中约有1个HIV-1 RNA拷贝)检测到。治疗中断后反弹的时间是指最近激活的CD4 ⁺T细胞释放具有复制能力的病毒、以指数方式复制、从而将病毒从微量水平增加到典型的治疗前设定值水平（10,000到100,000拷贝/ml）所需的时间。这通常需要在ART中断后的几周内完成。只有当潜伏病毒库减少到导致病毒产生的激活是一个与下一个相关激活事件相隔很长时间的孤立事件时，才会出现长时间的反弹延迟。模拟研究表明，平均而言，需要减少2000倍才能使反弹延迟1年。然而，HSCT病例表明，可能需要更大的减少来实现实质性的延迟。

迄今为止，除了HSCT之外，没有任何干预措施能够令人信服地降低潜伏病毒库，而且潜伏病毒库的基本生物学特性使试图进行指数级别的降低的尝试变得困难。HIV-1潜伏是正常免疫系统生理的结果，因此比异常过程(如肿瘤细胞不受控制的增殖)更难靶向。潜伏感染细胞中病毒基因表达的缺失增加了一个巨大的额外并发症。尽管肿瘤负荷的大量减少可能促进残留肿瘤细胞的免疫清除，但HIV-1感染细胞的潜伏库并非如此。除非潜伏期逆转，否则免疫系统无法检测到受感染的细胞。此外，尽管用免疫检查点阻断抗体克服T细胞耗竭、大大改善了癌症治疗，但它不能识别潜伏感染的细胞。另外，静息CD4⁺T细胞正常的生物学水平使它们比转移性癌细胞在组织中分布得更广。为了促进稀有抗原特异性T细胞与呈递相关抗原的树突状细胞相遇，静息T细胞通过次级淋巴器官不断循环，从而广泛分布于全身。最后，潜伏HIV-1的细胞可以经历广泛的增殖，作为正常T细胞对抗原的反应。最近的研究表明，由于受感染的细胞增殖，在接受抗逆转录病毒治疗20多年的人群中，潜伏感染细胞的频率可能正在缓慢增加。因此，潜伏库由广泛分布的移动细胞组成，这些细胞对免疫系统是不可见的，并且能够增殖。

最常讨论的治疗策略设想是通过使用潜伏期逆转剂(LRAs)诱导病毒基因表达，让免疫效应细胞杀死受感染的细胞，来克服潜伏问题。这种“激活再杀死”战略最困难的方面是确定有效的潜伏期逆转剂(LRAs)。同样，这个问题与T细胞生物学有关。HIV-1进化到能在激活的CD4⁺ T细胞中复制，其转录环境与静息细胞的转录环境截然不同。潜伏期可以通过全局T细胞激活来逆转，但这会导致不可接受的毒性。找到一种方法来打开单个激活依赖的启动子(HIV-1长末端重复序列)而避免激活细胞是很困难的。在体外或离体研究中具有最大活性的LRAs激活了T细胞受体下游的途径，但对毒性的担忧仍然存在。重要的是，尽管具有巨大毒性的方案可以用于癌症治疗，但考虑到终身抗逆转录病毒治疗的可用替代方案，这些方案对HIV-1治疗并不合适。另一个主要问题是，即使T细胞完全激活，对随机特征的理解不足也会限制对病毒前体的诱导。只有少数具有复制能力的前病毒可由一轮全局T细胞激活诱导；其余的细胞在随后的激活事件后增殖并保留产生病毒的能力。对于不诱导T细胞活化的LRAs，诱导病毒前体的比例可能更低，这使得实现必要的几个对数级别的减少变得更加困难。即使可以找到一种方法来安全地诱导所有具有复制能力的原病毒，也必须确保所有受感染的细胞都被杀死，这是一个被免疫耗竭和病毒逃逸突变混淆的问题。其他侧重于切除潜伏前病毒或使其永久沉默的策略也面临着与产生治愈所需效果的规模有关的类似问题。

减少潜伏库的策略除了使用潜伏逆转剂(LRAs)杀死受感染细胞，还有对原病毒进行CRISPR编辑。然而，这些方法不能证明能让潜伏库的大量减少，甚至10⁵倍的减少可能对病毒反弹的影响微乎其微。例如，在宿主免疫细胞减少10⁵倍的造血干细胞移植病例中，在抗逆转录病毒治疗(ART)中断后，仅观察到2至8个月的短暂延迟反弹。

另一种减少病毒库的方法，被称为“功能性治愈”，包括诱导免疫反应，以控制病毒复制，从而使病毒血症在临床检测中无法检测到。在这种情况下，即使潜伏库持续存在，疾病进展和病毒传播也不太可能发生。免疫控制的先例来自罕见的个体(1/300)，他们在没有抗逆转录病毒治疗的情况下自发地控制了HIV-1的复制。 广泛的研究表明，控制最有可能是由HIV -1特异性的细胞溶解T淋巴细胞介导的。不幸的是，目前还不可能使用治疗性疫苗在大多数HIV-1感染者中诱导这种程度的控制。针对HIV-1包膜蛋白的广泛中和抗体(bNAbs)可以延迟反弹，并有助于降低敏感病毒受体的结合后病毒血症水平，尽管一些观察到的效果可能与微量残留的bNAbs直接中和有关。同样值得注意的是，自体中和抗体反应可以防止潜伏库中大量但可变的HIV-1变体的生长。总之，这些结果表明，防止病毒反弹从而实现功能性治愈可能取决于增强病毒特异性体液免疫以覆盖所有潜伏库变体。尽管激活再杀伤策略不太可能达到治愈所需的减少潜伏库的程度，但潜伏库减少将促进免疫控制，因此这些策略可能是基于免疫的治愈努力的有用辅助。