在刚刚过去的2017年，FDA批准了第一个针对癌症的基因疗法——CAR-T疗法。近日，科学家们报告说，同样的基因工程细胞技术在实验室动物中显示出抑制HIV感染的能力，甚至有可能根除HIV。虽然这项研究样本很小，只在两只平顶猴以及实验室培养的细胞上测试了基因工程“CAR”细胞的作用，但是，研究结果预示，在发展艾滋病疫苗的30年无功努力之后，人们可能有了协助免疫系统对抗HIV感染的新方法。
麻省理工学院和哈佛大学的MGH Ragon研究所所长Bruce Walker博士说：“这项研究显示，在动物模型中，干细胞可以被设计为对艾滋病毒感染的细胞产生应答，这是利用免疫系统靶向HIV的令人印象深刻的第一步。” Walker博士曾在二十世纪九十年代开创性地研究基因工程免疫细胞以抗击艾滋病毒，但他并没有参与这项新的研究。他说，“虽然目前的效果还不完全令人满意，但显然给了我们一些建设性的东西来进一步发展。”
为了改造T细胞来对抗癌症，科学家给T细胞提供了能够识别肿瘤细胞上的抗原并结合肿瘤细胞的表面分子（称为嵌合抗原受体或CARs）的基因。抗原与受体的结合会激活CAR-T细胞，导致它们杀死肿瘤细胞。
为了创造能够对抗艾滋病毒的T细胞，这项研究的科学家们不是对T细胞本身进行基因修饰，而是用基因工程修饰了可以产生T细胞和其它血细胞的干细胞——造血干细胞。这种改造为造血干细胞及其所有后代提供了一种HIV特异的CAR。这个CAR的一部分（称为CD4）追捕和结合艾滋病毒，而另一种表面分子（称为C46）阻止HIV进入T细胞。这使得T细胞能够检测到病毒而不会感染病毒。此外，这种T细胞也能找到并摧毁艾滋病毒感染的细胞，因为这些细胞有一些与艾滋病毒相同的吸引T细胞的表面分子。
基因工程化的T细胞不仅摧毁了实验中平顶猴身上的和细胞培养实验中的HIV感染细胞，而且这种效果持续了两年以上。这表明，它们可以“提供持久的抗艾滋病毒能力”。这篇发表在期刊《PloS Pathogens》上的研究的通讯作者，加州大学洛杉矶分校David Geffen医学院的免疫学家Scott Kitchen博士说， “我们认为干细胞方法有更大的潜力来长期抑制艾滋病病毒，甚至根除病毒。”
▲Scott Kitchen博士（图片来源：UCLA医学院官网）
Kitchen博士说，可能会在两年后开始临床试验，他正在与私人基因疗法公司Calimmune和其他人讨论如何开发这种方法。“基因工程干细胞最初将是一个昂贵的方法，但是有可能避免终生服用抗逆转录病毒药物的必要性和费用。”Kitchen博士补充道。他和他的同事们正在努力将基因工程细胞发展为疫苗，这可能降低其价格。
价格之外，另一个值得谨慎的原因是CAR-T的抗艾滋病毒尝试以前曾经失败。基因工程免疫细胞抗艾滋病病毒的基本思想至少可以追溯到1997年。当时由Walker博士领导的研究小组发现，一种CAR-T细胞可以在实验室培养的细胞中摧毁艾滋病毒。但是当科学家们在少数患者身上测试这种方法时，结果令人失望。这可能是因为在CAR-T细胞能杀死病毒之前，就被病毒给杀死了。
Kitchen博士说，创造CAR干细胞，而不是CAR-T，可能会解决这个问题。基因工程造血干细胞能够“无限量供应能持续攻击HIV的工程化T细胞”，就像一支拥有无数替代士兵的军队一样。
▲该疗法有着抑制HIV感染效果（图片来源：《PloS Pathogens》）
他们在平顶猴中的实验结果证实了这一点。实验中，两只平顶猴接受了基因工程干细胞移植; 另外两只接受无效基因修饰的干细胞作为对照。实验结果显示，移植的干细胞能进骨髓并持续两年产生HIV-CAR-T。在动物中没有观察到副作用，CAR-T杀死了感染的细胞。但是，在减少动物中的病毒数量方面效果不甚理想。
此外，他们发现这些杀手细胞能进入艾滋病病毒最常进行复制的部位，包括淋巴系统和胃肠道。Walker博士说这“令人印象深刻”，因为这提高了CAR-Ts将艾滋病从体内隐藏的部位清除的可能性。
基因工程细胞疗法正在快速发展中，我们期待有更多的有效治疗方案来缓解艾滋病患的痛苦。
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参考资料：
[1] Preliminary study hints that genetically modified T cells might fight HIV
[2] Long-term persistence and function of hematopoietic stem cell-derived chimeric antigen receptor T cells in a nonhuman primate model of HIV/AIDS (PloS Pathogens, Dec 28, 2017)
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