使用CRISPR-Cas基因编辑技术可以完全消除细胞培养中的HIV，增加了治愈的希望

在今年的欧洲临床微生物学和传染病大会(ECCMID 2024, 4月27日至30日，巴塞罗那)召开之前，荷兰的一个研究小组发表了一项新研究，展示了最新的CRISPR-Cas基因编辑技术如何在实验室中消除受感染细胞中的所有HIV病毒痕迹，从而增加了治愈的希望。

这项研究由荷兰阿姆斯特丹联合大学的Elena Herrera-Carrillo博士和她的团队成员(Bao Yuanling, Zhenghao Yu和Pascal Kroon)领导，在寻找治愈艾滋病的方法方面取得了重大突破。

CRISPR-Cas基因编辑技术是分子生物学领域的一项突破性技术，它允许对生物体的基因组进行精确改变。这项革命性的技术使科学家能够准确地定位和修改生物体DNA(遗传密码)的特定片段，使其发明者珍妮弗·杜德纳和艾曼纽尔·查彭蒂耶获得了2020年的诺贝尔化学奖。

CRISPR-Cas像分子剪刀一样，在向导RNA (gRNA)的引导下，可以在指定的位点切割DNA。这一行为既有利于删除不需要的基因，也有利于将新的遗传物质引入生物体细胞，从而为先进的治疗方法铺平道路。

艾滋病毒治疗面临的一个重大挑战是，这种病毒能够将其基因组整合到宿主的DNA中，这使得它极难被消灭。目前有许多有效的抗病毒药物用于治疗艾滋病毒感染。尽管它们有效，但终身抗病毒治疗是必不可少的，因为当治疗停止时，艾滋病毒可能会从已建立的储存库反弹。作者解释说，CRISPR-Cas基因组编辑工具提供了一种靶向HIV DNA的新手段。

他们说:“我们的目标是开发一种强大而安全的组合CRISPR-Cas方案，努力实现包容性的‘包治百病’，使不同细胞背景下的不同HIV毒株失活。”艾滋病毒可以感染体内不同类型的细胞和组织，每种细胞和组织都有自己独特的环境和特征。因此，研究人员正在寻找一种针对所有这些情况的HIV的方法。

在这项研究中，作者使用分子剪刀(CRISPR-Cas)和两个grna来对抗“保守的”HIV序列，这意味着他们专注于在所有已知的HIV毒株中保持相同的病毒基因组部分，并实现了HIV感染T细胞的治愈。通过关注这些保守部分，该方法旨在提供一种能够有效对抗多种HIV变体的广谱治疗。

然而，他们解释说，用于将编码治疗性CRISPR-Cas试剂的盒子运送到细胞中的载体(称为“载体”)的尺寸太大，带来了后勤方面的挑战。因此，作者尝试了各种各样的技术来减小磁带的尺寸，从而减小矢量系统本身的尺寸。

简单地说，他们试图把超大的行李装进一辆小型汽车，前往受感染的细胞，这使他们找到缩小“行李”(磁带)的方法，以便于运输。这组作者想要克服的另一个问题是到达当HIV抗逆转录病毒治疗停止时“反弹”的HIV储存库细胞。

作者进一步评估了来自不同细菌的各种CRISPR-Cas系统，以确定其治疗感染HIV的CD4+ T细胞的有效性和安全性。他们分享了两个系统saCas9和cjCas的结果。SaCas9表现出出色的抗病毒性能，能够通过单个引导RNA (gRNA)完全灭活HIV，并用两个gRNA切除病毒DNA。

最小化载体大小的策略是成功的，增强了其对hiv感染细胞的递送。此外，他们能够通过聚焦在这些细胞表面发现的特定蛋白质(CD4+和CD32a+)来靶向“隐藏的”HIV储存库细胞。

作者说:“我们已经开发出一种有效的组合crispr攻击各种细胞中的HIV病毒及其可能隐藏在储存库中的位置，并证明治疗方法可以特异性地传递到感兴趣的细胞。这些发现代表了设计治疗策略的关键进展。”

这组作者强调，他们的工作代表了概念的证明，不会马上成为治愈艾滋病的方法。他们说:“我们接下来的步骤包括优化递送路线，以针对大多数HIV储存库细胞。我们将结合CRISPR疗法和受体靶向试剂，并转向临床前模型，详细研究联合治疗策略的有效性和安全性。这将有助于实现CRISPR-Cas优先传递到储库细胞，避免传递到非储库细胞。

“这一策略是为了使该系统在未来的临床应用中尽可能安全。我们希望在这种治疗策略的有效性和安全性之间取得适当的平衡。只有这样，我们才能考虑在人体中进行“治愈”的临床试验，以使艾滋病毒储存库失效。虽然这些初步发现非常令人鼓舞，但现在就宣布有一种功能性的艾滋病治愈方法还为时过早。”