Science子刊：新研究揭示HIV潛伏在人免疫細胞中之謎

通常情況下，HIV感染者侵入被稱作CD4 T細胞的免疫細胞，並將它們轉化為能夠產生更多病毒的工廠。但是出於一些神秘的原因，這些被感染細胞中的一小部分（大約每100萬個CD4 T細胞中有一個細胞）進入潛伏狀態而不會產生病毒。找到這些「潛伏」的HIV感染細胞是極具挑戰性的。

圖片來自CC0 Public Domain。

這些HIV潛伏感染的免疫細胞在遭受某些導致它們開始產生病毒顆粒的刺激之前，能夠潛伏几十年。當前的抗逆轉錄病毒治療藥物（ART）並不能殺死這些潛伏感染的細胞，也不能阻止它們重新激活。ART最多能夠控制這種病毒，但是一旦患者停止服用這些藥物，它通常會反彈。

來自美國加州大學舊金山分校格拉斯通研究所的研究人員之前已開發出一種能夠追蹤實驗室克隆的CD4 T細胞內的HIV的設備，從而允許他們詳細研究HIV感染的全部過程，包括潛伏階段。但是，鑒於實驗室系統並不一定展現人體內真正發生的事情，加州大學舊金山分校醫學副教授Steven A. Yukl博士及其團隊著手研究從19名HIV感染者體內獲取的細胞。

此前，人們認為潛伏期源於CD4 T細胞無法將HIV DNA轉化為病毒RNA。據認為，一些未知的細胞機制阻止了這種DNA到RNA轉化過程（被稱作轉錄）的開始，這意味著雖然病毒DNA持續存在，但它從未被翻譯成會觸發人體免疫系統產生免疫反應的病毒蛋白。

在一項新的研究中，Yukl和他的同事們發現事實並非如此。通過針對HIV病毒RNA的不同片段開展一系列測試（基於一種被稱作液滴數字PCR的擴增和定量方法），他們檢測到多種HIV病毒RNA片段，這意味著將HIV病毒DNA轉化為HIV RNA的過程至少在這些潛伏感染的免疫細胞中就已開始。相關研究結果發表在2018年2月28日的Science Translational Medicine期刊上，論文標題為「HIVlatency in isolated patient CD4+ T cells may be due to blocks in HIV transcriptional elongation, completion, and splicing」。

然而，這些RNA片段幾乎全部是短的或非全長的，這意味著這種轉錄過程在不同的感染階段就已停止。這些被HIV感染的免疫細胞不能製造更長、全長的或經過剪接的病毒RNA，並且這種轉錄過程從未完成。然而，當研究人員激活這些被感染的T細胞時，這些轉錄方面存在的問題都遭受逆轉了。

Yukl說，「這不是說這些細胞不會製造病毒RNA，而是產生病毒RNA的轉錄過程沒有完成。」他補充道，為了激活這些潛伏感染的免疫細胞，這種完整的病毒轉錄過程需要發生，但是目前沒有任何一種藥物能夠有效地完成這一過程。「如今，我們能夠開始開發讓它們完成病毒RNA轉錄的藥物，隨後能夠讓產生的病毒RNA翻譯為病毒蛋白以至於人體能夠識別並殺死這些被感染的免疫細胞。」

人們已利用各種「潛伏逆轉（latency-reversing）」試劑開展實驗，不過迄今為止，它們尚未用於臨床。在這項新研究中，這些研究人員發現在這些試劑中，沒有一種試劑有助這些CD4 T細胞在不同的感染過程中製造病毒RNA，因此，對它們進行組合使用可能是完全激活這些潛伏感染的細胞所必需的。

HIV latency in isolated patient CD4+ T cells may be due to blocks in HIV transcriptional elongation, completion, and splicing

Abstract

Latently infected CD4+ T cells are the main barrier to complete clearance of HIV infection, but it is unclear what mechanisms govern latent HIV infection in vivo. To address this question, we developed a new panel of reverse transcription droplet digital polymerase chain reaction (RT-ddPCR) assays specific for different HIV transcripts that define distinct blocks to transcription. We applied this panel of assays to CD4+ T cells freshly isolated from HIV-infected patients on suppressive antiretroviral therapy (ART) to quantify the degree to which different mechanisms inhibit HIV transcription. In addition, we measured the degree to which these transcriptional blocks could be reversed ex vivo by T cell activation (using anti-CD3/CD28 antibodies) or latency-reversing agents. We found that the main reversible block to HIV RNA transcription was not inhibition of transcriptional initiation but rather a series of blocks to proximal elongation, distal transcription/polyadenylation (completion), and multiple splicing. Cell dilution experiments suggested that these mechanisms operated in most of the HIV-infected CD4+ T cells examined. Latency-reversing agents exerted differential effects on the three blocks to HIV transcription, suggesting that these blocks may be governed by different mechanisms.

本期編輯：南柯子

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