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应用分享1—Nature Paper 艾滋病毒的藏身之所竟然是它?

发布时间:2018-09-20 17:39 |  点击次数:

▲背景


人免疫缺陷病毒(HIV)是艾滋病(AIDS)的病原体。病毒插入宿主细胞的基因组中(整合),在感染细胞中持续复制,使 HIV 病毒的载量在人体内不断升高。CD4 T 细胞是人体免疫系统最重要的免疫细胞,同时也是 HIV 病毒主要的攻击对象。目前抗逆转录病毒疗法(HAART)可以阻断 CD4 T 细胞中 HIV 病毒复制,维持血浆中病毒 RNA 在检测不到的水平(血 HIV-RNA 低于 50~400 拷贝/ml),从而延长患者生存时间。
 

这些 HIV-1 病毒可以长期寄居在 CD4 T 细胞中保持沉默并形成病毒库,待停止用药后 HIV 病毒可以重新激活,释放出来的病毒会摧毁人体免疫系统造成死亡。这些 HIV 病毒库 CD4 T 细胞具有潜在的病毒复制能力,同时这些病毒复制往往低于检测极限,无论是药物还是免疫系统都找不到他们,这使得被感染者不得不终身服用病毒抑制药物。因此,如何有效找到,识别并清除这些 HIV 病毒库细胞是解决 AIDS 的关键问题,这也是几十年来一直悬而未决的难题。

 

▲方法


由于人外周血容易获得且对人体损伤较小,HIV 病毒库细胞的研究样品往往来自人体外周血。本文首先利用荧光标记的 HIV 病毒转染 CD4 T 细胞并通过单细胞测序方法分析基因表达,发现感染和未感染的静息期 CD4 T 细胞基因 FCGR2A 有明显差异,该基因编码人体细胞膜表面蛋白 CD32a。
 

 

作者推测 CD32a 是 HIV 病毒库 CD4 T 细胞的关键标志物,文章在索尼流式细胞分选仪 SH800 基础上,通过标记 CD32a,成功在抗逆转录治疗的患者身上将 HIV 病毒库细胞分离出来并鉴定分离细胞内是否含有潜在复制能力的 HIV 病毒。

 

 

▲结果


事实上,每 104~105 个细胞中只有 1 个隐藏 HIV 病毒的细胞。需要有极高灵敏度和准确度的仪器才能检测并完成分选任务。本文采用 SONY 公司研发生产的流式细胞分选仪 SH800,按照 CD32a 表达高低分离得到 CD32a -,CD32a int,CD32a hi,三群 CD4 T 细胞。
 

 

分选后,文章采用 qPCR(b) 和 qVOA(c) 技术对分选后的细胞中 HIV-DNA 拷贝数定量分析,和病毒定量生长分析。结果显示,CD32a -,CD32a int,CD32a hi 中 HIV 病毒基因拷贝数和病毒生长数量差异明显,进一步确定 CD32a 可以作为 HIV 病毒潜伏在 CD 4T 细胞的标志物。

 

▲讨论


HIV 潜伏的 CD4 T 细胞在人体外周血比例极低<0.01%,低于万分之一。本研究中的面临的最大挑战是如何能够将极为稀少的 CD32a+ CD4 T 细胞检测并完整的分离得到。SH800 流式细胞仪是索尼公司自主研发设计的全新一代流式细胞仪;结合索尼专利技术,具有极高的灵敏度检测性能和分选精度,可以实现极低比例细胞的检出,高纯度分选和高活性细胞的分选。可以使科学家们更加深入了解 HIV 病毒隐藏的细胞,为临床治疗奠定基础。

 

参考文献:Benjamin Descours, Gaël Petitjean, José-Luis López-Zaragoza et al. CD32a is a marker of a CD4 T-cell HIV reservoir harbouring replication-competent proviruses. Nature, Published online 15 March 2017, doi:10.1038/nature21710.

 

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