任何一株 HIV 为了入侵人体细胞都必须与细胞表面的受体 CD4结合，所以研究者导入能够保护免疫细胞表面 CD4受体的抗体蛋白。这次实验也很成功——使用 HIV 进行感染后，研究者最终得到了一个具有 HIV 抗性的免疫细胞群。
翻译：严冰
审校：柳寒石
美国斯克利普斯研究所（TSRI）的研究者正尝试将抗 HIV 抗体固定在免疫细胞表面，以制造具有HIV抗性的免疫细胞群。实验室中的研究结果表明，这些具有HIV抗性的细胞可以很快地取代被HIV感染的细胞，这展示出了治愈HIV患者的潜在可能性。
TSRI 高级研究员、该文章（发表于PNAS）的第一作者 Jia Xie 表示，“这种保护作用可以持续很长时间”。该文章的通讯作者 TSRI 免疫化学家 Richard Lerner 及他的团队计划与希望之城基因疗法中心的研究者合作，按照联邦法规的要求，在进行人体实验之前对这种新型治疗方法的有效性与安全性做出评估。
希望之城基因疗法中心负责人 John A. Zaia 表示， “希望之城目前有很多通过造血干细胞移植来进行艾滋病基因疗法的临床试验，这些经验会对此次新技术的临床转化有很大帮助——我们最终的目标是通过非药物手段治愈艾滋病。”
Lerner 补充道，“我们 TSRI 的工作人员很荣幸能与希望之城的医生和科学家合作，他们在 HIV 患者细胞移植方面的专业技能与经验将对我们有很大帮助，希望这项新疗法能很快应用于临床治疗。”
相较于低浓度的自由抗体在血液中随意流动，TSRI 这项新技术将抗体固定在免疫细胞表面，阻止 HIV 接触入侵细胞所必需的细胞受体，可谓是一项重大突破。
Xie 称之为“相邻效应”（neighbor effect）——单个固定在 HIV 入侵位点附近的抗体会比许多个分散在血液中的抗体更加有效，“其实对于一个细胞而言，几个抗体就足够将 HIV 拒之门外了。”
在检测该系统抗 HIV 的效果之前，研究者先用鼻病毒（rhinovirus）进行了测试。以慢病毒（lentivirus）作为载体将一个基因导入人体细胞中——该基因编码与人细胞受体 ICAM-1结合的抗体，而 ICAM-1 正是鼻病毒感染人体细胞所必需的受体——当该基因表达时，鼻病毒无法入侵细胞，就像是“为细胞注射了疫苗”。
慢病毒载体系统并不能保证将目的基因导入所有细胞内，所以实验结果是其中一部分细胞被成功编辑，而另一部分细胞则没有。研究者在这些细胞种群中加入鼻病毒后，绝大部分细胞在两天内死亡。（1）在只有未被编辑细胞的培养皿内，细胞死亡后无法恢复。（2）在既有被编辑又有未被编辑细胞的培养皿中，开始时同样是明显的大量死亡，但是细胞数量很快回升，于125小时后基本恢复到与未被鼻病毒感染的空白对照组一样。
这些细胞正按照达尔文“适者生存“的法则在培养皿内相互竞争。不受抗体保护的细胞死亡，而受到抗体保护的细胞幸存并且进行增殖，将编码抗体的基因传递给更多的子代细胞。
于是，研究者进行下一项研究——检测该系统抗 HIV 的效果。任何一株 HIV 为了入侵人体细胞都必须与细胞表面的受体 CD4结合，所以研究者选择能够保护免疫细胞表面 CD4受体的抗体蛋白进行测试。Lerner 说，“能够这么做完全是得益于从组合抗体库中选择特异性抗体的技术。”这次实验也很成功——使用 HIV 进行感染后，研究者最终得到了一个具有 HIV 抗性的免疫细胞群。
该文章的共同作者、国际艾滋病疫苗行动组织的成员 Devin Sok 和 TSRI 的教授 Dennis R. Burton 也进一步证实了这些固定在免疫细胞表面的抗体比自由移动的可溶性抗体具有更好的抑制HIV效果。
“目前，HIV可治疗却不可治愈”，希望之城的价值分析中心主管 Joseph Alvarnas 说，“艾滋病人接受治疗的同时一直忍受着疾病的煎熬”——尽管使用抗逆转录病毒药物，艾滋病人仍然是许多疾病的高危人群，例如癌症——“在这种情况下，抗HIV的新技术显得非常重要。”
Xie 表示，下一步会与希望之城合作，并且会尝试使用除保护CD4外其他受体的抗体。
相关论文信息
【题目】Immunochemical engineering of cellsurfaces to generate virus resistance
【作者】Jia Xie, Devin Sok, Nicholas C. Wu,Tianqing Zheng, Wei Zhang, Dennis R. Burton, and Richard A. Lerner,
【期刊】PNAS
【日期】14 March 2017
【DOI】10.1073/pnas.1702764114
【摘要】Modern immunochemical engineeringallows the creation of cells that either secrete antibodies or incorporate theminto various cellular compartments, including the plasma membrane. Because thereceptors for most viruses are known, if one can achieve the properstoichiometry and geometry, plasma membrane-associated antibodies to thesereceptors should block viral infection. In this report, we test this conceptfor two different viruses, human rhinovirus and HIV. Plasma membrane-tetheredantibodies efficiently rendered cells permanently nonpermissive for infectionby both these viruses. Membrane-bound antibodies were much more efficient thanfree antibody in preventing infection, likely because of the effective molarityof membrane bound antibodies. Such resistant cells may restoreimmune-competence to otherwise compromised HIV patients.
【原文链接】http://www.pnas.org/content/114/18/4655.full
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