双重CRISPR基因疗法+长效抗逆转录病毒药物，清除体内HIV病毒

发布于:基因生物研究 2023-05-02 3130

艾滋病（AIDS）是获得性免疫缺陷综合征的简称，由感染HIV病毒引起。HIV是一种能攻击人体免疫系统的逆转录病毒，它把人体免疫系统中最重要的CD4 T细胞作为主要攻击目标，大量破坏该细胞，经过数年、甚至长达10年或更长的潜伏期后发展成艾滋病病人，使人体丧失免疫功能，因抵抗力极度下降会出现多种感染，后期常常发生恶性肿瘤，以至全身衰竭而死亡。根据世界卫生组织（WHO）报告，全世界有超过3800万艾滋病患者。

虽然抗逆转录病毒疗法（ART）可以控制艾滋病的进展，甚至能让艾滋病感染者像正常人一样生活，但该疗法并不能治愈艾滋病，只是将体内的HIV病毒压制在较低的水平。患者必须终生坚持每日服药，一旦停药，体内的HIV病毒就能够迅速复制，进而导致艾滋病发展。

对于绝大多数艾滋病患者来说，彻底治愈艾滋病的最大障碍就是体内的病毒库，也就是隐藏在细胞中的HIV病毒，如何彻底清除体内病毒库，才是治愈艾滋病的关键。

2023年5月1日，美国天普大学和内布拉斯加大学医学中心的研究人员在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为：CRISPR editing of CCR5 and HIV-1 facilitates viral elimination in antiretroviral drug-suppressed virus-infected humanized mice 的研究论文。

该研究表明，使用CRISPR-Cas9基因编辑技术，敲除CCR5基因，并靶向HIV-1病毒的LTR-Gag，结合长效缓释抗逆转录病毒疗法（LASER ART），能够在约60%的人源化小鼠模型中完全清除HIV-1病毒。

2019年7月，该团队在 Nature Communications 期刊发表论文【2】，该研究开发了一种长效缓释抗逆转录病毒疗法（LASER ART），将其与CRISPR-Cas9基因编辑技术结合，29%的人源化小鼠模型体内的HIV病毒被完全清除。这是首次从活体动物的基因组中清除HIV，标志着在治愈HIV感染中的关键突破。一年后，该团队将这项研究推进到了非人灵长类动物中，该研究结果于2020年11月发表在了 Nature Communications 期刊【3】。

在感染后不久，HIV病毒就会将自身基因组整合到人类基因组中，因此，仅依靠目前的抗逆转录病毒疗法（ART）只能抑制HIV病毒而无法治愈。HIV病毒仍然存在于患者全身，因此必须在余生中的每一天服用药物来抑制它们，而这可能导致耐药性和其他并发症。这也是为什么我们需要开发一种能够清除体内HIV病毒的治疗方法，只有这样才能真正治愈艾滋病。

在这项最新研究中，研究团队制定了一项严谨的研究方案，首先给感染了HIV的人源化小鼠模型注射长效缓释抗逆转录病毒药物（LASER ART）。一个月后，研究团队使用CRISPR-Cas9基因编辑技术来敲除这些小鼠的CCR5基因。CCR5是HIV-1病毒感染和入侵人类细胞的受体，CCR5基因的缺失会导致HIV病毒无法进一步感染和在细胞间扩散。根据此前的研究数据，基因编辑后7天，CCR5表达水平降至最低。此时，研究团队进行了第二次CRISPR-Cas9基因编辑，靶向LTR-Gag，用来清除整合在基因组中的HIV-1 DNA，这一步与该团队在2019年发表的研究一致。

接下来，研究团队继续观察了这些小鼠2个月时间，研究团队使用多种高灵敏性检测技术，以确保不遗漏任何一个HIV拷贝，包括血液和已知的的HIV病毒会感染的所有器官。结果显示，治疗组的10只小鼠中有6只体内的HIV病毒被完全清除，再次重复实验结果显示，9只接受治疗的小鼠中有5只体内的HIV病毒被完全清除。

研究团队表示，这种治疗策略的优点有两方面，首先，CRISPR基因编辑仍然是永久清除HIV病毒的首选方法，其次，通过CRISPR基因编辑敲除CCR5，可以进一步促进对HIV病毒的清除。至于为什么还有一部分小鼠模型在治疗后仍出现了HIV病毒的反弹，很可能是药物递送系统的效率还不足。这种CRISPR+抗逆转录病毒的组合疗法的有效性是毫无疑问的，但还需要一个更高效的递送系统。

值得一提的是，研究团队基于这些成果创立了一家名为Excision BioTherapeutics的公司，并在2021年获得美国FDA批准开展基于CRISPR基因编辑的艾滋病治疗临床试验。该疗法目前正处于1/2期临床试验中。此外，由于研究中使用的腺相关病毒载体（AAV）只能一次性给药，研究团队也在开发可重复给药的纳米载体，以及其他病毒类载体。

除了治疗艾滋病，Excision 公司的研发管线还包括使用CRISPR基因编辑技术清除乙肝病毒（HBV）、单纯疱疹病毒（HSV）、乳头多瘤空泡病毒（JCV）等。