在全球范围内,一小部分人类展现出对于艾滋病病毒(HIV)的自然抵抗力,这一现象主要归因于CCR5基因的变异。根据估计,这类具有某种形式抵抗能力的人口比例不足10%。这一神秘的CCR5变异引发了科学家对于遗传学和免疫系统的深入探讨。
1994年,史蒂芬·克罗恩(Stephen Crohn)成为首位在所有测试中均显示完全抵抗HIV的人,即便其伴侣都是HIV阳性。
克罗恩的抵抗能力来自于其血液中缺少CCR5受体,这使得HIV无法感染白血球表面的CD4细胞。这种变异被称为delta 32变异,它与一些在接触HIV后仍未感染的人群有关,例如部分HIV阳性母亲的子女、公共卫生官员及性工作者。在2000年代初,研究人员在肯尼亚内罗毕发现一小组性工作者,估计每年与60至70名HIV阳性客户发生性行为,但他们并未显示出感染迹象。这一发现令科学家怀疑是否存在其他遗传因素导致对HIV的抵抗。
但是,一些性工作者最终发现感染了HIV,这使得牛津大学的研究者莎拉·罗兰-琼斯认为,持续接触HIV是维持免疫力的必要条件。
CCR5,又称C-C化学趋化因子受体五,是白血球表面的一种蛋白质,与免疫系统密切相关。许多HIV病毒株利用CCR5作为进入宿主细胞的共受体。某些人携带CCR5-Δ32突变,这种突变可以保护他们免受这些HIV毒株的感染。这一突变在特定人群中被遗传,导致CCR5基因的一部分缺失,并使它们不易感染M型HIV-1。
2019年,研究显示TNPO3的突变与HIV-1的自然抵抗力有关,该突变同时也会导致1F型肢带肌肉萎缩症(LGMD1F)。 TNPO3在病毒进入感染细胞的过程中是重要的。来自一个受此病症影响的家庭的血液样本显示对HIV有抵抗力,这使科学家们重新评估了HIV的传播机制。
CCR5Δ32突变能阻止利用CCR5受体的病毒株进入宿主细胞,而TNPO3的突变则阻止CXCR4受体,对不同的HIV-1毒株均能产生效果。
细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)在持续接触病毒的情况下,能对HIV提供保护反应。在内罗毕的性工作者中,研究发现他们的CTLs存在于生殖道黏液中,有效防止HIV在异性恋传播中的扩散。尽管这提供了一种保护,但CTLs在接触HIV的中断后会失去效力,这使得CTLs可能只是其他对HIV抵抗的基因指标,如在阴道液体中有的免疫球蛋白A反应。
在非洲国家,黑猩猩发现其发展艾滋病的速度远比人类缓慢。这一现象不是因为它们能更有效地控制该病毒,而是因为其身体内缺少有助于HIV进展为艾滋病的组织。黑猩猩的CD4 T细胞及需激活的免疫成分的缺乏使得HIV在其体内不易扩散。
尽管抗逆转录病毒疗法(ART)已经减缓了HIV在患者中的进展,但通过干细胞研究的基因疗法也展现了对HIV的抵抗潜质。其中一种遗传改造方法是操纵造血干细胞,将HIV基因替换为附着于染色体的工程颗粒,以形成阻止HIV融合宿主细胞的肽。另一种方法是透过锌指核酸酶(ZFN)的释放来特定识别DNA的部分,在双螺旋中产生断裂,这可针对CCR5以删除该蛋白,阻止感染扩散。
目前,maraviroc(MVC)是一种药物,通过与CCR5颗粒结合来阻止HIV进入细胞,它已被批准使用于多国。
总之,尽管delta变异在特定人群中显示出对HIV的抵抗力,但在其他人群中却效果甚微。这使得我们探索下一步的免疫增强基因疗法的可能性,并促使人们思考,未来是否能找到新的方式来对抗艾滋病这一全球性挑战?