第一次深入研究艾滋病毒感染者的潜伏病毒库

潜在的病毒库是艾滋病毒抵抗治疗的最后堡垒。但它很难被摧毁，因为它是看不见的:储存库中的细胞隐藏着休眠的病毒，所以它们的表面没有任何会暴露它们的病毒蛋白质。

因此，科学家们一直在努力研究储层在艾滋病毒感染者身上是这样的。如果没有这方面的知识，他们几乎没有希望能够以消除或减少它的疗法为目标，从而使人们永远摆脱艾滋病毒感染。

为了打捞出储存细胞，科学家们必须通过激活从感染者身上收集的细胞来重新唤醒病毒。一旦被唤醒，病毒就会产生标记宿主细胞表面的蛋白质，这为研究人员找到和研究这些细胞提供了一个途径。然而，重新激活病毒的过程会导致细胞生物学的变化，从而掩盖了它们最初的身份。因此，构成潜在水库的细胞的真实身份——也称为潜在细胞——仍然难以捉摸。

为了克服这个问题，格莱斯顿科学家Nadia Roan博士利用了她之前开发的一种方法，将重新激活的储层细胞回溯到原始的潜伏状态。通过这种方法，Roan和她的团队绘制出了8个HIV感染者的储层细胞图谱，他们最近在eLIFE杂志上发表了这一研究结果。

“我们的发现挑战了一些先前持有的关于水库组成的假设，”Roan说，他也是加州大学旧金山分校的泌尿学副教授。“此外，我们详细的储层细胞地图将使我们更容易在受感染的个体中找到这些细胞，这将从根本上改变研究潜在储层的方式。”

疯狂的方法

先前的研究表明，这个储存库很大一部分由记忆T细胞组成，记忆T细胞是免疫系统中保留过去感染记忆的细胞子集。这些细胞可以在体内长时间处于静止状态，等待先前遇到的病毒的新感染来唤醒它们。这使它们成为艾滋病毒的完美藏身之地。

但是记忆T细胞有很多种，科学家们普遍持有的观点是，潜在的储存库由随机组合的记忆T细胞组成，而不是特定的子集。

“如果是这样的话，针对潜伏感染的细胞作为治疗策略将会更加困难，”Roan说。

以前对该储存库的大多数研究都依赖于对细胞表面少数蛋白质的检测。然而，通过Roan的方法，她的团队可以同时跟踪近40种蛋白质，这大大提高了他们区分密切相关细胞的能力。研究人员还可以比较重新激活前后的细胞群，从而将每个重新激活的细胞与最相似的预激活细胞进行匹配，就像回到过去一样。

“这有点像在细胞上实施面部识别技术，”罗恩说。“你可以把它想象成有一张50多岁的人的照片，并试图在他们的高中年鉴中认出他们。虽然一个人的长相会随着年龄的增长而变化，但你通常仍然可以通过寻找他们特征的组合来识别他们。类似地，潜伏细胞在被重新激活时也会发生变化，但它们仍然保留了一些原始的特征，我们可以通过一次跟踪40种蛋白质来捕捉它们。”

Roan的团队对从8个接受抗逆转录病毒治疗的人身上收集的数百万个细胞进行了分析。这些细胞来自捐献者的血液和肠道，后者被认为是接受这种治疗的人体内病毒持久性的主要部位。科学家们还从一位捐赠者的淋巴结中获得了细胞。

“储层细胞存在于血液中，但也存在于身体的各种组织中，”罗安实验室的高级研究员、该研究的共同第一作者杰森·奈德曼(Jason Neidleman)说。“我们想知道血液中的储层细胞与其他部位的储层细胞相比如何。”

该团队首先建立了每个受感染供体的CD4+ T细胞(HIV可以感染的T细胞类型)图谱，基于这些细胞所含的40种蛋白质的组合。然后，他们将每个个体的每个重新激活的细胞与相应的图谱进行比对，以找到最相似的图谱细胞。这种最相似的细胞被认为代表潜伏感染细胞在从潜伏中重新唤醒之前的原始状态。

“让我们有些惊讶的是，我们发现血液储存库在记忆T细胞中并不是随机分布的，”格莱斯顿的科学家、该研究的共同第一作者罗晓宇博士说。相反，储存细胞在血液样本在地图上标出几个不同的区域。更重要的是，来自不同供体的储层细胞相互靠近，表明它们具有共同的特征。”

在比较血液、淋巴结和肠道样本时，研究小组还揭示了血液和组织细胞之间的重要差异，以及一些共享的标记，特别是肠道和淋巴结细胞之间的标记。

罗安说:“不同人群和不同组织类型之间存在着共同的特征，这给我们带来了希望，我们有一天可以设计出一次性针对大部分病毒库的治疗方法，并对许多受感染的人有效。”

迈向对储层更深入的认识

目前，该团队热衷于利用他们的发现来了解更多关于储层的信息。

“困扰这一领域的一个问题是，大多数储库细胞携带有缺陷的HIV基因组，”Roan说。“这些细胞并不构成最具临床意义的HIV病毒库，因为即使它们被重新激活，它们也不会产生传染性病毒。”

这种情况使得人们很难找到真正重要的储库细胞——那些具有复制和感染能力的病毒基因组的储库细胞——它们只占储库种群的1%。

然而，Roan和她的团队发现，当他们使用他们发现的共享标记从供体样本中提取细胞时，他们可以获得超过50%的储库细胞包含完整的病毒基因组的细胞群。

“这些结果表明，完整和有缺陷的病毒被保存在不同的细胞亚群中，”Roan说。“现在我们可以更容易地识别能够产生传染性病毒的储存细胞，我们可以开始阐明这些细胞是如何随着时间的推移在受感染的个体中存在的。”

感染性储库细胞的另一个问题是，它们一开始就非常罕见——可能只有百万分之一的CD4 T细胞——这使得获得足够多的具有复制能力的储库细胞来进行实验变得更加困难。Roan团队发现的标记物通过允许研究人员将供体样本中感染性储层细胞的比例增加100倍或更多来缓解这一问题。

Roan说:“通过增加我们对感染性储层细胞的接触，我们开辟了进行各种以前不可能的实验的可能性，这些实验可以极大地改善我们对储层细胞的理解。”“特别是，它可能会发现意想不到的——甚至可能是唯一的——潜在的标记细胞这可能会加速设计出消灭艾滋病毒的新疗法。”

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