健康知识库

据WHO统计，截至2015年全球HIV-1感染者约3 600万，每年新增感染者超过200万，而获得抗逆转录病毒治疗（ART）的患者只有1 820万[1]。目前对艾滋病患者的治疗主要包括ART、抗体治疗、基因工程治疗等。ART能有效控制了HIV-1的复制，但因经济原因和药物不良反应而无法完全推广[1]。抗体的被动免疫不良反应较小，能直接、快速中和病毒，重建机体的免疫系统，但不同的抗体所取得的疗效不一，治疗时所需抗体浓度高，单一的抗体治疗容易诱导突变[2]。TFC细胞的发现、CRISPR技术的发明，使清除潜在HIV-1病毒库，除去宿主DNA中的前体病毒，治愈HIV-1感染者成为可能[3,4]。但基因工程技术仍然处于研究阶段，还有很多不确定因素。本文就目前针对HIV-1患者治疗的各种技术及其特点展开综述，为治疗HIV-1感染者提供参考。

一、药物治疗

迄今为止，FDA批准用于治疗抗HIV-1的药物超过25种，按照其作用机制不同分为6类，核苷类反转录酶抑制剂（NRTIs）、非核苷类反转录酶抑制剂（NNRTIs）、蛋白酶抑制剂（PIs）、融合抑制剂（FI）、整合酶链转移反应抑制剂（INSTIs）、CCR5抑制剂（CCR5）[5]。但单独使用1种药物，很容易使病毒发生变异，产生耐药性，在这种情况下，HAART最大限度的抑制了病毒复制，提高患者的生活质量，减少免疫重建炎症反应综合征（IRIS）。该治疗方法作用于HIV-1感染的各个环节，使ART的疗效大大提高，然而长期用药仍会使HIV-1产生抗药性，导致疗效下降。为了弥补ART的上述不足，HIV-1感染者治疗指南不断更新，2016版HIV-1治疗指南[5]在综合了药物的疗效、潜在不良反应、给药频率、药物的相互作用、成本以及耐药性等各方面的因素，最优化地制定了成人和青少年治疗的方案。新的指南主要增加了包含替诺福韦艾拉酚胺富马酸（TAF）的方案，同时指南指出由于洛匹那韦+利托那韦（LPV/r）+2-NRTI方案中，LPV/r由于每日须服用2次，并且代谢并发症多和胃肠道不良反应明显而被另外的PIs与药物代谢动力学增强子配伍的药物所取代。尽管HIV-1的ART方案不断更新，早期ART可以很大程度地抑制病毒血症的发生，控制体内病毒载量，重建机体免疫系统[6]，但是，即便是感染的第3天就开始ART，也还是不能完全清除体内的病毒[7]；长时间的ART会影响肝肾功能；另外，一旦停止ART，HIV-1的感染进程将会加快[8]。

二、抗体治疗

抗病毒治疗最有效的方法为使用保护性抗体，但对变异性极强的HIV-1，抗体治疗也并不能达到预期效果。现如今的HIV-1保护性抗体治疗包括广谱中和抗体（bNAbs）单独治疗、bNAbs联合治疗以及非中和性抗体（NoNAbs）治疗等。

1．bNAbs单独治疗

对HIV-1感染者的研究发现，10%~25%的感染者产生了bNAbs，相关人员也通过各种技术分离出了有保护性的bNAbs，其中具有较强效应的包括b12、2F5、4E10、VRC01等[2]。b12能与gp120的CD4结合位点结合，是HIV-1的少数bNAbs之一[9]。Binely等[10]的实验结果发现b12中和的病毒株分布于各种亚型，并且中和活性要高于实验中其他单克隆抗体。2F5与4E10识别的是gp41的保外近膜区域（MPER）。Hessell等[11]证明，2F5与4E10能封闭SHIV的Env基因，进而能使除人类以外的灵长类动物免受SHIV的感染。2F5与4E10的中和范围广，2F5可以中和被挑选出的162株病毒中的97种[12]，4E10几乎可以中和100%的毒株[10,12]。VRC01样抗体不仅中和率高，中和效能远高于其他单克隆抗体。其中和效能主要与其作用机制（模仿CD4与gp120结合的方式）[13]和很高的体细胞突变能力密切相关[14]。

尽管很多研究证明bNAbs的治疗确实很有疗效，但其也面临突出的缺点。虽然b12抗体的中和效能较高，但是其广谱性不如4E10、VRC01，只能中和HIV-1病毒株的41%[13]。Bhattacharyya等[9]通过诱导S375W/T257S基因的突变表达的b12抗原表位诱导出的bNAb只能中和YU2和Tier-1的部分毒株，对Tier2的部分毒株如JRFL和TRJU.58等并无明显效果。2F5、4E10虽中和的毒株较广，但抗体的效价低，当浓度低于1 μg/mL时，4E10能中和的包膜病毒不到12%[13]，2F5对C亚型也没有中和能力[10]。VRC01在长期控制HIV-1的感染时疗效欠佳[15]。

另外很多数据表明，单独利用bNAbs进行治疗，只能使感染进程慢性化[16,17]，而且往往需要使用大量的抗体才能取得令人满意的治疗效果[18]，而这意味着患者需要承担高额的医药费。再者，单独使用bNAbs治疗易诱导病毒发生变异[19]。

2．bNAbs联合治疗

近年来，越来越多的研究认为联合bNAbs的方式对HIV-1感染者进行治疗效果优于单独的bNAbs作用。Moog等[20]表示3种bNAbs的组合—2G12、2F5和4E10，可以有效阻止恒河猴性行为时SHIV的传播。Klein等[17]运用不同的bNAbs作用方式——其中5组小鼠分别给予5种不同的bNAbs（分别为45-46G54W、PG16、PGT128、10-1074、3BC176），另设两组分别给予3种和5种bNAbs联合治疗。结果联合bNAbs可以有效抑制HIV-1基因突变，控制HIV-1的感染，特别是5种不同bNAbs联合治疗可以使病毒载量维持在不能检测到的极低水平，并且这种治疗效果维持的时间长达60 d。其他不同bNAbs组合（PGT121+3BNC117+b12[21]，3BNC117 + 10-1074[22]）均显示效果优于单独的bNAbs治疗。

联合bNAbs进行HIV-1感染的治疗结果也不一致。在治疗HIV-1患者时，不同抗体组合的疗效不一，如抗体2G12、2F5、4E10和2G12、2F5、4E10的组合[17,22]并无太大效果。这提示，在bNAbs的联合治疗中需要找寻合适的bNAbs进行配对[17]，因此抗体联合治疗面临很多不确定的因素。同样bNAbs的联合治疗也没有办法完全清除辅助性T细胞内的HIV-1。

3．NoNAbs治疗

目前，诱导HIV-1 bNAbs的实验疫苗是HIV-1疫苗研发的重点，但目前少数证明有效的HIV-1候选疫苗却不能够诱导bNAbs的产生[23]。令人振奋的RV114试验使用ALVAC-HIV与AIDSVAX B/E的联合疫苗，结果发现主要作用的抗体也并不是bNAbs[24]。那么，是不是NoNAbs也可以治疗HIV-1的感染呢？

早在2006年，Holl等[25]就发现了结合gp41免疫优势区（AA579-613）的NoNAbs可以抑制HIV-1在巨噬细胞和未成熟的DC中的复制。2012年，Bonsignori等[26]在HIV-1疫苗的实验中发现，疫苗诱导产生的与Env C1区结合的非中和的gp120抗体比bNAbs更能激活抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC）发生。2014年，Moog等[20]的研究指出，NoNAbs能够抑制病毒复制，但效果弱于bNAbs。随后，另一项研究显示3种NoNAbs（7B2 IgG1、A32 IgG1与CH22 IgG1）可减少T/F病毒载量，从而达到治疗目的[27]。

NoNAbs的作用机制主要集中在以下几点，结合病毒体[28,29]、诱导ADCC[30]、激活NK细胞杀伤被感染的CD4+T细胞。但NoNAbs的研究也频频发现新的挑战，如：有研究指出，即便是两种NoNAbs的组合——246-D、4B3，也只能降低血清中病毒载量，而防止病毒感染的效果差强人意[20]，还有部分研究发现，NoNAbs的运用会加重感染[31]。因此，NoNAbs也未能治疗HIV-1感染者。

三、基因工程技术

在长期进化过程中，生物体都发展出了其独特的免疫系统应对病原体，现代生物技术的发展揭示了这一复杂过程。免疫学重点分析了人体在感染时各种免疫细胞的分化与功能的发挥，发现了在慢性感染中至关重要的TFC细胞[3]；而在对古生菌免疫机制的研究中，研究人员发明了CRISPR/Cas9技术[32]，这两项发现也被用于控制HIV-1的感染中。

1．CXCR5+滤泡细胞毒性T细胞

HIV-1感染后难以治疗的其中一个重要原因是HIV-1可以通过进入TFH细胞躲避机体免疫系统的攻击，B细胞滤泡中的TFH细胞是HIV-1感染者体内重要的病毒库[33]。Leong等[3]发现，一种被称为滤泡细胞毒性T细胞——CXCR5+CCR7-抗原特异性TC细胞，能杀死被病毒感染的TFH细胞。

免疫系统的T细胞主要包括CD4+T细胞和CD8+T细胞。在正常急性感染的情况下，幼稚的抗原特异性CD8+T细胞分化为效应T细胞和记忆前体细胞，感染后期，这些细胞或是凋亡，或是分化为成熟的记忆细胞。而在慢性感染或者肿瘤发生时，抗原特异性TC细胞通过一种被称为"T细胞耗竭"的方式进行分化。它通过上调一系列抑制因子，比如PD-1，使T细胞失去效应功能，也不再分化为记忆细胞[34]。尽管如此，研究还是证实在慢性刺激的情况下，一些T细胞仍然可以增殖，进而促进TC细胞应答[35]。

在对CD8+ T细胞的研究中发现，CXCR5+CD8+ T细胞仅在慢性感染者的淋巴小结中的B细胞区存在，当病毒载量被控制时，病毒特异性CXCR5+CD8+ T细胞耗竭速度也随之减慢，这提示CXCR5+CD8+ T细胞可能与控制慢性感染有极大的关系[36]。研究人员指出，与抵抗慢性感染主要相关的TFC细胞，借助表达CXCR5，定位于淋巴组织的B细胞滤泡，之后实施杀伤TFH的效应[3]。TC细胞分化为TFC细胞的过程与Bcl6-Blimp1轴和Id2、Id3密切相关。过度表达的Bcl6能够使P14细胞的CXCR5的表达比例从20%增加到60%，最终增强P14细胞定位于B细胞滤泡区的能力。更进一步，Bcl6能够激活Tcf7和Id3，抑制Prdm1和Id2[3]，从而促进多种细胞毒性分子表达、减弱对CXCR5的抑制[37]。

由于在慢性感染的情况下，进入TFH细胞中的HIV-1是导致抗病毒治疗失败的主要原因之一，TFC细胞被证实的确可以通过CXCR5定位于B淋巴滤泡，进而识别并杀伤被感染的TFH细胞[3]。未来也许可以通过调控TFC的分化和CD8+ T细胞CXCR5的表达为HIV-1感染者的治疗带去新的策略。

2．基因编辑技术

运用基因编辑技术治疗艾滋病一直是基因研究者的目标。其中，第三项基因编程技术，即CRISPR/Cas以其独特的优势：（1）设计方法简单快捷，成本低廉；（2）基因编辑效率高；（3）可同时对多个基因进行编辑，为高效清除HIV-1感染者DNA中的病毒整合片段带去了可能。CRISPR/Cas9可以在一段短链RNA——sgRNA的引导下，实现简单、精准地切割细胞内特定基因[33]，特定基因被切除后，断裂的双链DNA通过非同源末端连接（NHEJ）机制修复、连接[37]。此后，很多研究团队尝试用它治疗HIV-1感染者，包括持续激活HIV-1前体病毒，减少感染者体内的HIV-1潜在病毒库[38]；构建转录激活子，使人体细胞表达了因为感染HIV-1后缺乏的限制因子（A3G和A3B）[39]。Liao等[40]利用CRISPR/Cas9，成功在去除了DNA中潜在的HIV-1前病毒，并且在HIV-1的基因中分离、优化出多个sgRNA靶点，通过多路重复的方式稳定、长期地在T细胞中表达CRISPR/Cas9系统使机体成功对抗HIV-1的感染。

目前运用CRISPR/Cas9技术治疗HIV-1感染者的主要不足在于：（1）基因编辑技术存在脱靶效应，CRISPR/Cas会诱导相应位点发生脱靶突变从而导致碱基的错配，选择合适的sgRNA和Cas可减少脱靶的概率[41]。（2）病毒存在逃逸的可能。CRISPR/Cas9可以抑制HIV-1的复制，但NHEJ修复机制却会帮助病毒的逃逸，这主要由于NHEJ修复后，宿主细胞上HIV-1前病毒的靶序列就会发生改变，其结果是Cas9无法再通过sgRNA来定位原来的靶序列[37]，特别是如果sgRNA的目标前病毒序列不是病毒复制所必须的，可能会导致强烈的Cas/sgRNA抵抗[42]。脱靶效应与充满变数的NHEJ修复机制限制了CRISPR/Cas9的实际运用。

四、结语

综上所述，目前治疗HIV-1的各种方法正在完善，优势与不足并存。优点在于：（1）不断更新疗法，降低不良反应。（2）联合治疗，多靶点干预。ART和bNAbs的联合治疗，采用了多种抗病毒药物与抗体结合治疗，多靶点抑制病毒的复制，达到长期控制感染进程的效果[5,17]。（3）针对被感染细胞，消除潜在病毒库。TFC细胞能够清除被感染的TFH细胞[3]，CRISPR技术的使用为清除宿主DNA中的前体病毒提供了可能[33]。缺点在于：（1）终身服药，费用昂贵。据WHO统计，只有一半的HIV-1感染者能获得免费的ART[1]；单独的bNAbs治疗必须高剂量才能达到治疗效果，这增加了患者的经济负担[19]。（2）诱导基因突变，加速病毒逃逸。ART、bNAbs单独治疗、CRISPR都被证实有不同程度的加速病毒变异的可能[7,19,42]。（3）仅能控制感染进程，难以完全治愈。未来在控制HIV-1感染的进程中，研究者需要更大程度地降低目前治疗方法的不足，提高治疗优势以达到全方位、多角度控制HIV-1的感染、对抗HIV-1的变异。