人类免疫缺陷病毒 (HIV) 是一种难以征服的独特病毒。该病毒能 特异性感染并杀死关键免疫系统中的免疫细胞，从而导致免疫缺陷。尽管抗逆转录病毒疗法可以成功阻止病毒进一步复制，但它无法治愈艾滋病。其中原因在于 HIV能将病毒基因整合到宿主免疫细胞基因组。极低数量被感染的免疫细胞会进入休眠状态，这些HIV潜伏的休眠细胞可以存活几年乃至几十年，形成免疫逃逸，使病人终生感染。更糟糕的是，如果停止抗病毒治疗，这些潜伏病毒会快速反弹并重新引发 HIV 感染以至发展成为免疫缺陷综合症， 即艾滋病 。可见，清除这些能长期潜伏的病毒库是治愈HIV感染的关键所在。

近日， 位于美国北卡莱罗纳大学医学院HIV治愈中心和 生物化学及生物物理系江国春教授课题组和美国多家实验室携手合作在Journal of Clinical Investigation上发表了题为Brain microglia serve as a persistent HIV reservoir despite durable antiretroviral therapy的研究，该研究证实，HIV能长期潜伏于脑小胶质细胞 —— 一种在大脑中能存活数十年的特殊免疫细胞——从而形成中枢神经系统稳定HIV病毒库，为彻底治愈HIV带来前所未有的新挑战。该文章的第一作者兼共同通讯作者，传染病科医学系教授及UNC HIV 治疗中心成员 唐玉阳 博士介绍说：“脑小胶质细胞能否作为潜在而持久脑病毒库几十年来争论不休。原因在于缺乏直接证据证明这些细胞是否编码活病毒。这直接导致神经系统艾滋病感染研究及相关药物开发长期停滞不前。该团队另辟蹊径，成功从刚死亡捐献者的脑组织中分离活细胞， 再展开进一步研究以探索这些脑细胞是否存在潜伏可复制HIV病毒。这一新的平台技术为未来研究中枢神经系统HIV潜伏储存库以及最终根除 HIV 提供了一个新思路。”

过去几十年的研究表明，潜伏HIV 可以隐藏在外周血细胞中少数幸存的免疫细胞中， 即CD4+ T 淋巴细胞， 形成外周血潜伏病毒库。长期以来， 科学家一直怀疑中枢神经系统 内可能隐藏独特细胞病毒库，这些潜伏病毒库可能会重新复制并随着血液循环从脑流动至外周血引发人体系统新感染。但与研究外周血细胞病毒库不同，研究 HIV病毒脑潜伏面临极大挑战， 因为获取新鲜人脑组织面临伦理困境， 从而无法在人群中对其中的脑细胞进行安全采样和研究。虽然可以用脑脊液作为实验材料来研究其中的HIV及其病毒基因序列片段， 近而从病毒演化的角度来间接推测HIV及其潜伏， 但是此方法难以分辨病毒的细胞学来源， 根据病毒序列更难以回答诸如HIV可否复制及其分子机理等病毒学关键问题。这些挑战致使相关HIV脑潜伏病毒库的假设长期争论不休， 相关研究因而长期停滞不前。因此，多年来大脑中是否存在可复制潜伏HIV病毒库一直是个谜团。

江国春教授团队决定另辟蹊径， 决定从致病性猴免疫缺陷病毒 (SIV)入手。SIV 是一种与 HIV 密切相关的病毒，其在猕猴中的感染， 治疗及潜伏和HIV在人体中状况高度相似。该团队用SIV 感染的猕猴大脑作为研究材料首先摸索能否从脑中直接分离及纯化出脑细胞。研究人员使用物理分离和抗体选择“两步法”成功获得脑细胞。然后，该团队再分离出其中极少量可能被HIV感染的 淋巴细胞，最后从猴脑中成功获取高度纯化脑的髓系细胞。进一步研究证实所纯化分离的脑髓系细胞几乎全是脑小胶质细胞。这一分离技术路线为研究脑淋巴细胞或小胶质细胞是否存在HIV病毒库扫平障碍。

利用以猴脑为基础建立的细胞分离技术平台，研究团队随后又获得了由加州大学圣地亚哥分校 “Last Gift (最后的礼物) ”平台提供的 由HIV 感染者捐赠的新鲜脑组织标本。这些在“Last Gift” 平台注册 的HIV阳性患者通常接受抗逆转录病毒疗法，但同时患有其他致命疾病。患者愿意在临终前的几个月里参与HIV相关研究项目，并同意在死后将他们的遗体捐献用于 HIV 研究。重要的是，UCSD小组还建立了快速解剖遗体方法以保证在死后6小时内获得各种新鲜人体组织。然后人体脑组织通过快递服务于24小时内运抵北卡莱罗纳大学HIV治愈中心。利用此独特来源的HIV阳性病人新鲜脑组织， 该团用类似的猴脑细胞分离方法， 先分离淋巴细胞，再纯化出高纯度脑小胶质细胞。最终研究团队只在脑小胶质细胞发现HIV潜伏病毒库。和外周血不同，可能由于脑淋巴细胞数量极少，研究人员并没有在脑淋巴细胞中发现病毒。接着，该团队从纯化后的小胶质细胞里成功地激活潜伏HIV病毒，进而分离出HIV病毒颗粒。研究人员还对HIV基因组进行了近全序列测序。为了证明此病人脑小胶质细胞来源HIV病毒是否保持感染潜力，该团队又从HIV阴性人脑组织里分离出脑小胶质细胞。并用此前分离出的HIV病毒株重新成功感染了脑小胶质细胞。这些分子病毒学实验数据因而确证脑小胶质细胞存在可复制HIV潜伏病毒库。研究团队进一步发现，小胶质细胞病毒库已经发展与 其他外周血病毒库不同的特性。比如，其产生的病毒可以感染低CD4 表达的髓系细胞， 其病毒基因序列与脑组织中的病毒相似， 但与外周的病毒序列相差较大。研究过程中，该团队还对多种潜伏病毒小分子激活药物进行测试，结果发现脑潜伏HIV病毒库对表观遗传学调节剂更敏感， 显示脑潜伏HIV病毒受控于表观遗传学信号传导途径调节。这为团队未来进一步研究脑HIV病毒潜伏分子机理和开发相关针对性脑潜伏病毒治疗药物打下坚实基础。

正如该文通讯作者江国春教授所说， “HIV 极其狡猾并在人脑中经历了独特的进化进程，达成其成功潜伏于小胶质细胞获得免疫逃逸的目的， 最终逃脱免疫系统攻击清除。未来我们将深入研究并阐明 HIV 在大脑小胶质细胞中潜伏的独特机制。脑小胶质细胞潜伏HIV病毒库的存在为未来人类对抗并彻底治愈HIV感染增加了新的障碍， 因为我们过去几十年来研究对付外周血潜伏HIV病毒的办法可能无效。比如， NF-κB 信号是对付外周血潜伏HIV 病毒的关键信号通路之一。然而，大脑中潜伏的 HIV 几乎不受 NF-κB 信号激活的影响。“ 最后，江国春教授还介绍说， 该团队开发的脑细胞分离，纯化鉴定新技术可以应用于许多其他神经系统疾病， 比如帕金森症， 老年痴呆症，或长期新冠感染症等，从而为研究中枢神经系统疾病细胞或分子机理及其新药物研发提供新的测试平台。

原文链接：

https://www.jci.org/articles/view/167417

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