新研究顛覆了T細(xì)胞在HIV免疫應(yīng)答中的作用

一項(xiàng)結(jié)合計(jì)算機(jī)建模和獼猴實(shí)驗(yàn)的新研究表明，人體的免疫系統(tǒng)在很大程度上通過抑制已感染細(xì)胞中的病毒產(chǎn)生來幫助控制人類免疫缺陷病毒(HIV)感染，同時(shí)也殺死病毒感染的細(xì)胞，但僅在細(xì)胞感染開始時(shí)的一個(gè)狹窄的時(shí)間窗口內(nèi)。

“為了消滅艾滋病毒，我們必須了解免疫系統(tǒng)是如何試圖控制感染的，”洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室(Los Alamos National Laboratory)的理論生物學(xué)家Ruy M. Ribeiro說，他領(lǐng)導(dǎo)了支撐這項(xiàng)研究的模型的開發(fā)。Ribeiro是發(fā)表在《Nature Communications》上的這篇論文的通訊作者。

研究團(tuán)隊(duì)包括洛斯阿拉莫斯高級研究員Alan S. Perelson。他們在匹茲堡大學(xué)的合作者用感染了猴免疫缺陷病毒(SIV)的獼猴進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證該模型。猴子感染SIV的行為方式與人類感染HIV的行為方式相同。

幫助免疫系統(tǒng)攻擊艾滋病毒

自20世紀(jì)90年代中期以來，在佩雷爾森的全面領(lǐng)導(dǎo)下，洛斯阿拉莫斯一直是病毒感染建模(包括艾滋病毒)的全球***。在《Nature Communications》的論文中，研究小組擴(kuò)展了Ribeiro等人在洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室于2017年發(fā)表的一個(gè)數(shù)學(xué)模型，該模型模擬了即將被感染的細(xì)胞、已經(jīng)被感染的細(xì)胞和病毒的相互作用和生命周期。

“免疫系統(tǒng)不能消除艾滋病毒感染，”Ribeiro指出，“但是確定現(xiàn)有的在某種程度上控制艾滋病毒的機(jī)制對于設(shè)計(jì)增強(qiáng)該機(jī)制的治療方法非常重要。”如果我們能夠調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)來幫助更好地控制艾滋病毒，我們也許能夠在某種程度上治愈這種疾病。”

新模型還模擬了免疫反應(yīng)的潛在影響，包括殺死細(xì)胞，產(chǎn)生抑制病毒產(chǎn)生的蛋白質(zhì)或幫助建立防御以阻止病毒進(jìn)入細(xì)胞。

解決一個(gè)關(guān)于艾滋病毒的開放性問題

該研究特別關(guān)注一種由CD8+ T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，解決了HIV研究中的一個(gè)懸而未決的問題:這些T細(xì)胞是通過殺死HIV細(xì)胞還是通過觸發(fā)人類細(xì)胞部署防御感染來控制HIV ?

Ribeiro說:“關(guān)于這種類型的T細(xì)胞是通過殺死被感染的細(xì)胞來控制感染，還是通過某種方式控制病毒而不殺死被感染的細(xì)胞，一直存在爭議，所以我們試圖區(qū)分這些可能性和機(jī)制。”

答案是“兩者兼而有之”。

為了分離T細(xì)胞的作用，洛斯阿拉莫斯的研究小組運(yùn)行了這個(gè)模型，以預(yù)測用抗體和抗病毒藥物對感染的獼猴群體進(jìn)行不同治療的效果。

一些獼猴接受了一種藥物治療，這種藥物通過阻止病毒整合到獼猴細(xì)胞的DNA中來預(yù)防感染。Ribeiro說，這種被稱為整合酶抑制劑的藥物“揭示了病毒生命周期早期的動(dòng)態(tài)，這是我們用其他類型的治療方法無法輕易看到的。就好像我們用了顯微鏡一樣。”

另一些獼猴接受了一種抗體治療，這種抗體會(huì)消耗CD8+ T細(xì)胞，消除它們對抗感染的作用。第三組獼猴接受了兩種治療。

洛斯阿拉莫斯的研究小組隨后運(yùn)行該模型來分析獼猴的數(shù)據(jù)，以確定不同免疫反應(yīng)的影響。從模型中，他們推斷出最相關(guān)的免疫機(jī)制，更接近地描述了觀察到的數(shù)據(jù)。

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