雙重CRISPR療法+長效抗逆轉錄病毒藥物，清除體內HIV病毒
艾滋?。ˋIDS）是獲得性免疫缺陷綜合征的簡稱，由感染HIV病毒引起。HIV是一種能攻擊人體免疫系統(tǒng)的逆轉錄病毒，它把人體免疫系統(tǒng)中重要的CD4 T細胞作為主要攻擊目標，大量破壞該細胞，經過數(shù)年、甚至長達10年或更長的潛伏期后發(fā)展成艾滋病病人，使人體喪失免疫功能，因抵抗力極度下降會出現(xiàn)多種感染，后期常常發(fā)生惡性腫瘤，以至全身衰竭而死亡。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）報告，全世界有超過3800萬艾滋病患者。
雖然抗逆轉錄病毒療法（ART）可以控制艾滋病的進展，甚至能讓艾滋病感染者像正常人一樣生活，但該療法并不能治愈艾滋病，只是將體內的HIV病毒壓制在較低的水平。 患者必須終生堅持每日服藥，一旦停藥，體內的HIV病毒就能夠迅速復制，進而導致艾滋病發(fā)展。
對于絕大多數(shù)艾滋病患者來說，徹底治愈艾滋病的較大障礙就是體內的病毒庫，也就是隱藏在細胞中的HIV病毒，如何徹底清除體內病毒庫，才是治愈艾滋病的關鍵。
2023年5月1日，美國天普大學和內布拉斯加大學醫(yī)學中心的研究人員在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上發(fā)表了題為：CRISPR editing of CCR5 and HIV-1 facilitates viral elimination in antiretroviral drug-suppressed virus-infected humanized mice 的研究論文。
該研究表明，使用CRISPR-Cas9基因編輯技術，敲除CCR5基因，并靶向HIV-1病毒的LTR-Gag，結合長效緩釋抗逆轉錄病毒療法（LASER ART），能夠在約60%的人源化小鼠模型中完全清除HIV-1病毒。
2019年7月，該團隊在 Nature Communications 期刊發(fā)表論文【2】，該研究開發(fā)了一種長效緩釋抗逆轉錄病毒療法（LASER ART），將其與CRISPR-Cas9基因編輯技術結合，29%的人源化小鼠模型體內的HIV病毒被完全清除。這是從活體動物的基因組中清除HIV，標志著在治愈HIV感染中的關鍵突破。一年后，該團隊將這項研究推進到了非人靈長類動物中，該研究結果于2020年11月發(fā)表在了 Nature Communications 期刊 【3】。
在感染后不久，HIV病毒就會將自身基因組整合到人類基因組中，因此，僅依靠目前的抗逆轉錄病毒療法（ART）只能抑制HIV病毒而無法治愈。HIV病毒仍然存在于患者全身，因此必須在余生中的每一天服用藥物來抑制它們，而這可能導致耐藥性和其他并發(fā)癥。這也是為什么我們需要開發(fā)一種能夠清除體內HIV病毒的治療方法，只有這樣才能真正治愈艾滋病。
在這項新研究中，研究團隊制定了一項嚴謹?shù)难芯糠桨?，首先給感染了HIV的人源化小鼠模型注射長效緩釋抗逆轉錄病毒藥物（LASER ART）。一個月后，研究團隊使用CRISPR-Cas9基因編輯技術來敲除這些小鼠的CCR5基因。CCR5是HIV-1病毒感染和入侵人類細胞的受體，CCR5基因的缺失會導致HIV病毒無法進一步感染和在細胞間擴散。根據(jù)此前的研究數(shù)據(jù)，基因編輯后7天，CCR5表達水平降至較低。此時，研究團隊進行了第二次CRISPR-Cas9基因編輯，靶向LTR-Gag，用來清除整合在基因組中的HIV-1 DNA，這一步與該團隊在2019年發(fā)表的研究一致。
接下來，研究團隊繼續(xù)觀察了這些小鼠2個月時間，研究團隊使用多種高靈敏性檢測技術，以確保不遺漏任何一個HIV拷貝，包括血液和已知的的HIV病毒會感染的所有器官。結果顯示，治療組的10只小鼠中有6只體內的HIV病毒被完全清除，再次重復實驗結果顯示，9只接受治療的小鼠中有5只體內的HIV病毒被完全清除。
研究團隊表示，這種治療策略的優(yōu)點有兩方面，首先，CRISPR基因編輯仍然是永久清除HIV病毒的優(yōu)選方法，其次，通過CRISPR基因編輯敲除CCR5，可以進一步促進對HIV病毒的清除。至于為什么還有一部分小鼠模型在治療后仍出現(xiàn)了HIV病毒的反彈，很可能是藥物遞送系統(tǒng)的效率還不足。這種CRISPR+抗逆轉錄病毒的組合療法的有效性是毫無疑問的，但還需要一個更高效的遞送系統(tǒng)。
值得一提的是，研究團隊基于這些成果創(chuàng)立了一家名為Excision BioTherapeutics的公司，并在2021年獲得美國FDA批準開展基于CRISPR基因編輯的艾滋病治療臨床試驗。該療法目前正處于1/2期臨床試驗中。此外，由于研究中使用的腺相關病毒載體（AAV）只能一次性給藥，研究團隊也在開發(fā)可重復給藥的納米載體，以及其他病毒類載體。
除了治療艾滋病，Excision 公司的研發(fā)管線還包括使用CRISPR基因編輯技術清除乙肝病毒（HBV）、單純皰疹病毒（HSV）、乳頭多瘤空泡病毒（JCV）等。
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