人體擁有抗御艾滋病的強(qiáng)大武器

盡管導(dǎo)致人類艾滋病的人免疫缺陷病毒（HIV）多變和狡猾，但是如同應(yīng)對(duì)其他病菌一樣，人體的免疫系統(tǒng)對(duì)付HIV的攻擊也有魔高一尺，道高一丈的本領(lǐng)，這些本領(lǐng)其實(shí)是人與生俱來的，只是現(xiàn)在并沒有被完全認(rèn)識(shí)和挖掘出來。

隨著對(duì)艾滋病研究的深入，現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)從基因、免疫細(xì)胞和抗體等方面發(fā)現(xiàn)了一些人體原本就存在的對(duì)付HIV非常有效的武器或方法。

從CCR5基因到

Schlafen11基因

人的機(jī)體本來就存在很多抗擊艾滋病的武器，基因就是其中之一。很早以前，研究人員就發(fā)現(xiàn)，CCR5變異基因可以阻止HIV在人體細(xì)胞中的復(fù)制，從而延緩艾滋病的發(fā)病，甚至可以治愈艾滋病。

2000年，在德國(guó)擔(dān)任翻譯的美國(guó)人蒂莫西·雷·布朗患上了兩種病，白血病和艾滋病。2007年，在經(jīng)過造血干細(xì)胞移植治療白血病時(shí)，布朗的艾滋病也意外地被治愈，他也幸運(yùn)地成為世界上首個(gè)艾滋病治愈患者。原因在于，布朗在被移植骨髓治療白血病時(shí)獲得了一種能抗御HIV的CCR5變異基因。

HIV攻擊免疫細(xì)胞時(shí)，必須通過與CCR5受體的識(shí)別和結(jié)合，進(jìn)入免疫細(xì)胞蟄伏起來，再經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的醞釀和復(fù)制，數(shù)量增加到一定臨界點(diǎn)，病毒就會(huì)危害人體。但是，如果CCR5基因發(fā)生變異，它編碼的受體也會(huì)發(fā)生變化，這樣就能把HIV進(jìn)入免疫細(xì)胞的大門關(guān)上。由于HIV不能與CCR5受體結(jié)合，只能留在血液中，也就可以被免疫細(xì)胞和藥物清除。

但是，帶有CCR5突變基因的人群極少，只有10%的歐洲人帶有CCR5變異基因，加上造血干細(xì)胞移植還要進(jìn)行配型，能夠像布朗一樣不服藥就能戰(zhàn)勝艾滋病的幾率極低。

盡管很少有人像布朗那樣幸運(yùn)，但是無論過去還是今天，研究人員也發(fā)現(xiàn)，一些感染了HIV的人并沒有服藥，卻沒有發(fā)?。ǔ霈F(xiàn)艾滋病癥狀），另有一些感染了HIV并發(fā)病的人沒有用藥，其癥狀也沒有隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而惡化，這說明人體內(nèi)有抗御艾滋病的武器，CCR5變異基因是人體中的一種抗御艾滋病的武器。

現(xiàn)在，美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的生物學(xué)教授邁克爾·大衛(wèi)研究小組就發(fā)現(xiàn)了人體抗御艾滋病的另一種新武器。

大衛(wèi)研究小組發(fā)現(xiàn)，一種稱為Schlafen11的基因生成的蛋白可以通過阻斷HIV復(fù)制而抑制艾滋病的發(fā)展，因?yàn)镠IV是進(jìn)入人體免疫T細(xì)胞后，再在T細(xì)胞內(nèi)復(fù)制，而Schlafen 11基因生成的蛋白可以阻斷感染了HIV的人T細(xì)胞中的HIV的復(fù)制。這就能解釋為何一些人感染HIV后很快就發(fā)病，而另一些人感染了HIV卻長(zhǎng)達(dá)10多年也沒有發(fā)病。

Schlafen 11基因是人類一個(gè)大的基因家族中的一員，這一基因目前已發(fā)現(xiàn)了11個(gè)成員，它們?cè)诓溉閯?dòng)物中的功能是對(duì)付各種感染。大衛(wèi)的研究小組過去花了8年時(shí)間來研究Schlafen 11基因的獨(dú)特作用。起初，他們發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)室用于生成大量病毒的細(xì)胞系中Schlafen 11基因缺失，這說明Schlafen 11基因有抗病毒作用。于是，研究人員把Schlafen 11基因放回細(xì)胞系中，結(jié)果90%以上的病毒復(fù)制受到抑制。這證明，該基因?qū)τ谝种撇《緩?fù)制至關(guān)重要。

后來，大衛(wèi)等人又發(fā)現(xiàn)，一些HIV感染者體內(nèi)Schlafen 11基因編碼的蛋白能抑制HIV在人T細(xì)胞中的復(fù)制。這一結(jié)果提供的信息是，無論充分利用人體內(nèi)Schlafen 11基因編碼的蛋白來抑制HIV復(fù)制，還是利用這種蛋白來制造疫苗或藥物，都可以抗御艾滋病。不過，要達(dá)到這樣的目標(biāo)，還有很長(zhǎng)的路要走。

細(xì)胞毒性T細(xì)胞的作用

在感染了HIV的人群中能在不用藥物的情況下還能不發(fā)病的人大約為1/300，因此，這樣的人被稱為“精英控制者”（elite controllers），即感染了HIV卻不表現(xiàn)出癥狀的人。顯然，這樣的人體內(nèi)擁有較多的Schlafen 11基因編碼的蛋白以抑制HIV的復(fù)制是一個(gè)原因，但也可能還有其他的原因。美國(guó)威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的大衛(wèi)·沃特金斯研究小組發(fā)現(xiàn)了另一種人體抗御艾滋病的機(jī)制，這就是人的免疫T細(xì)胞的作用。

沃特金斯研究小組發(fā)現(xiàn)，感染了HIV卻不發(fā)病的精英控制者能通過一種殺手細(xì)胞——CD8T細(xì)胞，即細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞，來識(shí)別HIV病毒的兩到三個(gè)小區(qū)域，從而殺滅HIV，或抑制HIV在人體內(nèi)的復(fù)制。

要理解這一點(diǎn)，就要弄清HIV進(jìn)入CD4細(xì)胞的機(jī)理。盡管現(xiàn)在的研究結(jié)果已經(jīng)明確HIV是通過識(shí)別輔助T細(xì)胞上的CD4分子（也稱受體或蛋白）入侵T細(xì)胞的，但是僅靠識(shí)別CD4受體HIV也難以入侵CD4細(xì)胞，因?yàn)楝F(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)，CD4分子并非是HIV入侵T細(xì)胞的唯一途徑和唯一條件。而且，一些高水平表達(dá)CD4分子的人類細(xì)胞，包括未分化的CD4單核細(xì)胞，并不會(huì)被HIV感染。所以，HIV入侵人體T細(xì)胞還得有其他因素的幫助。上文提到的CCR5就是HIV入侵人體T細(xì)胞的另一種幫手或分子機(jī)制，也稱為趨化因子受體。

現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，人體有兩種趨化因子受體，一是CCR5，一是CXCR4，它們都能幫助病毒入侵人體。對(duì)不同病毒亞型的幾項(xiàng)研究證實(shí)，CCR5是嗜巨噬細(xì)胞性病毒的輔助受體，而CXCR4是嗜T細(xì)胞性病毒的輔助受體。這兩類病毒現(xiàn)已被稱為R5病毒和X4病毒，而這兩種受體都能輔助病毒，包括HIV進(jìn)入人體細(xì)胞，HIV也劃歸為R5病毒。

另外，HIV是利用自己的包膜蛋白Gpl20來黏附并入侵CD4細(xì)胞，但是包膜蛋白有很多區(qū)域，不同的區(qū)域?qū)IV的入侵作用是不相同的。對(duì)HIV-1的包膜Gpl20的基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)，HIV-1有兩類區(qū)域，一是保守區(qū)（C區(qū)），二是可變區(qū)（V區(qū)）。現(xiàn)在已經(jīng)確認(rèn)的HIV的包膜蛋白區(qū)域有5個(gè)C區(qū)和V區(qū)。C區(qū)可能是天然暴露的表位，V區(qū)可能主要是保守的表位。

人體內(nèi)的免疫系統(tǒng)，包括細(xì)胞毒性T細(xì)胞和抗體等是靠識(shí)別HIV包膜區(qū)的不同區(qū)域來殺傷和抗御HIV的。

最初，沃特金斯等人是在患猴免疫缺陷綜合征，即猴艾滋病的猴子中發(fā)現(xiàn)了CD8T細(xì)胞能讓猴子變成精英控制者。這提示，人體內(nèi)的CD8T細(xì)胞也可能識(shí)別HIV并對(duì)其殺傷或抑制。雖然目前還不知道CD8T細(xì)胞是如何通過HIV不同包膜區(qū)的特點(diǎn)來識(shí)別并殺傷HIV的，但是CD8T細(xì)胞對(duì)HIV的清除和抑制作用是明顯的。正是通過這一途徑，一些人不易感染HIV或感染了HIV也會(huì)長(zhǎng)期不發(fā)病。

這一發(fā)現(xiàn)也意味著可以研發(fā)安全有效的艾滋病疫苗，讓細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞更有效地抵抗HIV和清除受到HIV感染的人T細(xì)胞。

抗體的作用

HIV主要是入侵人體免疫系統(tǒng)的一種重要免疫細(xì)胞——CD4細(xì)胞。HIV進(jìn)入人體的CD4細(xì)胞，就會(huì)在細(xì)胞內(nèi)大量復(fù)制，而且只有復(fù)制的HIV到達(dá)一定數(shù)量，人體免疫系統(tǒng)才能發(fā)現(xiàn)感染了HIV的T細(xì)胞，這時(shí)免疫系統(tǒng)只能抑制病毒的復(fù)制，沒有能力清除HIV。到了后期，免疫系統(tǒng)與病毒經(jīng)過較量之后，免疫功能被嚴(yán)重削弱，然后病毒數(shù)量劇增，導(dǎo)致人們發(fā)病。

但是，2010年，美國(guó)的研究人員發(fā)現(xiàn)，人體中有兩種抗體能有效中和（抑制）艾滋病病毒，從而阻止90%以上已知的HIV病毒株侵襲人體T細(xì)胞。這兩種抗體就是VRC01和VRC02。原因在于，這兩種抗體能穩(wěn)定地附著在T細(xì)胞的CD4部位。如果VRC01和VRC02附著在CD4部位，就阻斷了HIV與T細(xì)胞的結(jié)合，從而避免HIV的入侵。

但是，后來研究人員又發(fā)現(xiàn)，有一些變異的HIV（變異快是HIV的最大特點(diǎn)）能躲開VRC01抗體的中和作用，從而入侵人的T細(xì)胞。這些病毒是在同一名艾滋病病人血漿樣本中發(fā)現(xiàn)的，研究人員從病人血漿中分離出兩株基因型高度相似，但對(duì)VRC01敏感性差異較大的HIV-1KnVcmOXe+oNtCx0tMSXQZw==病毒。

為什么會(huì)有這種情況發(fā)生呢？美國(guó)洛克菲勒大學(xué)艾倫·戴蒙德艾滋病研究中心首席華裔科學(xué)家張林琦等人對(duì)此進(jìn)行了研究，并有了新的發(fā)現(xiàn)。

原來，HIV-1包膜蛋白的V5區(qū)域中有一個(gè)單個(gè)殘基，能促進(jìn)HIV逃避單克隆抗體VRC01的廣泛中和作用。研究人員通過對(duì)HIV膜蛋白序列存在差異的V5區(qū)域進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)置換膜蛋白V5區(qū)域能夠完全改變HIV病毒株對(duì)VRC01的中和敏感性。而這又是由單個(gè)氨基酸突變引起的。HIV包膜蛋白區(qū)460位的天冬酰胺相關(guān)潛在糖基化位點(diǎn)（N460）是導(dǎo)致病毒對(duì)VRC01耐受的關(guān)鍵因素之一。

N460位的天冬酰胺具有較長(zhǎng)的側(cè)鏈，或者形成糖基化，這兩種情況都能形成阻礙病毒包膜蛋白與中和抗體VRC01結(jié)合的空間阻隔，從而干擾VRC01對(duì)病毒的中和。由于這個(gè)研究揭示了HIV-1包膜蛋白gp120與VRC01抗體之間的相互作用機(jī)制，也就為研制藥物和疫苗提供了線索，例如，可以設(shè)計(jì)新一代的能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)CD4結(jié)合位點(diǎn)的廣譜中和抗體。

當(dāng)然，人體內(nèi)抗御艾滋病的機(jī)理還有很多，只要潛心探討，最終會(huì)發(fā)現(xiàn)更多和更有效的抗御艾滋病的武器，征服艾滋病將會(huì)是現(xiàn)實(shí)而不只是一種理想。

【責(zé)任編輯】張?zhí)锟?lt;/