新研究顛覆了T細胞在HIV免疫應答中的作用

一項結合計算機建模和獼猴實驗的新研究表明，人體的免疫系統在很大程度上通過抑制已感染細胞中的病毒產生來幫助控制人類免疫缺陷病毒(HIV)感染，同時也殺死病毒感染的細胞，但僅在細胞感染開始時的一個狹窄的時間窗口內。

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

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

幫助免疫系統攻擊艾滋病毒

自20世紀90年代中期以來，在佩雷爾森的全面領導下，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，研究小組擴展了Ribeiro等人在洛斯阿拉莫斯國家實驗室于2017年發表的一個數學模型，該模型模擬了即將被感染的細胞、已經被感染的細胞和病毒的相互作用和生命周期。

“免疫系統不能消除艾滋病毒感染，”Ribeiro指出，“但是確定現有的在某種程度上控制艾滋病毒的機制對于設計增強該機制的治療方法非常重要。”如果我們能夠調節免疫系統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的潛在影響，包括殺死細胞，產生抑制病毒產生的蛋白質或幫助建立防御以阻止病毒進入細胞。

解決一個關于艾滋病毒的開放性問題

該研究特別關注一種由CD8+ T細胞介導的免疫反應，解決了HIV研究中的一個懸而未決的問題:這些T細胞是通過殺死HIV細胞還是通過觸發人類細胞部署防御感染來控制HIV ?

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

答案是“兩者兼而有之”。

為了分離T細胞的作用，洛斯阿拉莫斯的研究小組運行了這個模型，以預測用抗體和抗病毒藥物對感染的獼猴群體進行不同治療的效果。

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胞的DNA中來預防感染。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態，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，這種抗體會消耗CD8+ T細胞，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行該模型來分析獼猴的數據，以確定不同免疫反應的影響。從模型中，他們推斷出最相關的免疫機制，更接近地描述了觀察到的數據。

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