人类免疫缺陷病毒1型（Human Immunodificiency Viruse 1, HIV-1）感染后，联合抗逆转录病毒疗法（antiretroviral therapy, ART）可以有效地抑制病毒复制。然而，由于病毒整合在被感染细胞中并形成一个稳定的潜伏感染储存库，被感染者一旦停止ART治疗病毒血症即在短时间内再爆发，这构成了治愈HIV-1感染的主要障碍【1】。研究显示在经过ART治疗的感染患者当中，即使成功激活了其潜伏感染，体内的CD8+ T淋巴细胞由于缺乏对HIV-1有效的免疫应答，所以不能完全清除被感染的细胞 【2】。因此，为了更好的清除病毒储存库，需要在被感染者体内重建强有力的免疫监控机能。
嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor, CAR）的免疫细胞疗法由于具有高亲和力、MHC（major histocompatibility complex）非限制性和识别天然抗原（naïve antigen）等特点，成为了杀伤肿瘤细胞的全新途径。CAR是由抗体靶向区域与T细胞激活胞内信号区融合而成，从而赋予细胞特异性抗原识别能力【3】。通过在患者自体免疫细胞中表达识别靶标抗原的CAR分子并对进行过继免疫回输，可以特异性杀伤患者体内的肿瘤细胞。CAR-T细胞疗法已在血液肿瘤的临床治疗中获得了令人鼓舞的成功 【4-7】。该疗法也可应用于抗病毒治疗，包括HIV-1、HBV（hepatitis B virus）和HCV（hepatitis C virus）等【8,9】。
前期研究中，中山大学人类病毒学研究所张辉教授团队将HIV-1广谱中和抗体VRC01来源的scFv序列和全新设计的第三代CAR分子胞内段序列连接在一起并转导CD8+ T细胞，成功构建了HIV-1特异性CAR-T细胞， 与已报道的CD4-CAR-T细胞相比，其介导特异性杀伤效果更加明显【10】。在该研究的基础上，张辉教授团队和广州市第八人民医院李凌华主任团队联合开展了CAR-T细胞疗法清除HIV-1病毒储存库的I期临床研究。并于2021年8月10日在Journal of Clinical Investigation期刊在线发表了题为Broadly neutralizing antibody-derived CAR-T cells reduce viral reservoir in HIV-1-infected individuals的研究论文。
在该项临床研究中，针对14位经过ART治疗的HIV-1感染患者，进行1次CAR-T细胞过继免疫回输。结果显示：所有患者均能良好地耐受CAR-T细胞疗法，未发现明显的不良反应，证明了该疗法的临床安全性。回输的CAR-T细胞可在受试者外周血中存留超过半年。研究者结合细胞内病毒相关RNA（cell-associated viral RNA，CA-RNA）检测、完整前病毒DNA（intact proviral DNA）检测和HIV-1毒株多样性检测综合评估CAR-T细胞疗法对病毒储存库的影响，发现CAR-T细胞疗法可以显著降低病毒储存库的规模和多样性。在此基础上，对其中6位接受CAR-T细胞治疗的患者暂停了ART疗法，并与历史对照进行对比，进一步证明了CAR-T细胞疗法可以有效抑制血浆中HIV-1治愈艾滋病，最长可将病毒反弹时间延长至10周。进一步，在反弹毒株的包膜蛋白序列中，发现多个耐受VRC01抗体的特征性逃逸突变。该结果进一步说明了CAR-T细胞回输对HIV-1病毒储存库施加了选择性压力。
图1. CAR-T细胞疗法清除HIV-1病毒储存库的临床研究流程图。
该研究显示了CAR-T细胞疗法有潜力成为清除病毒储库和功能性治愈艾滋的候选策略之一。相比抗逆转录病毒药物和广谱中和抗体，CAR-T细胞具有在体内长时间充当“活性药物（living drug）”的潜能，从而长期发挥特异性抗病毒免疫监控的功能。该项研究为未来功能性治愈HIV-1的研究提供了参考。为防止病毒发生突变反弹，CAR-T细胞的设计可以针对多个并且彼此独立的HIV-1包膜蛋白的识别位点，以进一步放大抗病毒作用。另一方面，CAR-T细胞疗法可与其他抗病毒疗法的联用使用，也值得在未来的临床试验中做进一步尝试。通过对病毒-宿主互作机制的深入研究以及基因工程的进一步发展治愈艾滋病，相信在未来，在无需ART疗法继续的情况下，重建强有力的免疫监控能够持续而有效地控制病毒复制，从而有机会实现长时间甚至终身性的HIV-1功能性治愈。
图2. CAR-T细胞回输后，可显著降低HIV-1感染患者外周血中的CA-RNA（A）和完整前病毒DNA（B）。
中山大学人类病毒学研究所特聘研究员刘炳峰博士为该文的第一作者，张辉教授，李凌华主任，潘婷副教授为共同通讯作者。该研究由广州市第八人民医院进行受试者招募、细胞回输和治疗后随访，再生之城生物医药技术有限公司提供了GMP车间，免疫细胞体外修饰、扩增和质检等专业指导。