HIV病毒可以藏身大脑中 等待日后感染其它器官

新浪科技
2020-06-30

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新浪科技2020-06-30

6月29日消息,一项针对小鼠和人类身体组织的新研究发现,在接受抗逆转录病毒治疗时,HIV病毒会躲在大脑中寻求庇护,等治疗停止后再重新感染体内的其它器官。

假如不加以治疗,HIV病毒(即引发艾滋病的病毒)会破坏免疫系统,导致人体在致命疾病面前没有还手之力。综合多种药物的“鸡尾酒疗法”可以显著降低体内的病毒水平,使之低到检测不出的程度,患病症状也会大部分消失,且接受治疗者对他人不再具有传染性。但鸡尾酒疗法的药物必须每日服用,一旦中途停顿,病毒就可能从隐藏在身体各处的“避难所”中卷土重来。

6月11日发表在期刊《公共科学图书馆:病原体》(PLOS Pathogens)上的这篇新研究指出,HIV的避难所之一为大脑中的星形胶质细胞。该研究报告指出,这种细胞约占人类大脑中全部细胞的60%。而研究作者估计,在HIV病毒感染者的大脑中,约1%至3%的星形胶质细胞中可能潜藏着HIV病毒。

“作为病毒的藏身之处,哪怕只有1%,也是相当高的比例了。”该研究作者、芝加哥拉什大学医学中心微生物病原体与免疫学系教授及主任莉娜·阿尔哈迪(Lena Al-Harthi)指出,“要想找到治愈HIV感染的方法,就不能忽视大脑作为一处病毒‘藏身处’发挥的作用。”

阿尔哈迪和同事们通过一只注射了人体细胞的小鼠HIV病毒模型、以及对人脑的尸检结果得出了他们的研究结论。虽然这两项实验都帮助研究人员进一步了解了星形胶质细胞在HIV感染中发挥的作用,但一名专家指出,还需要开展更多工作,才能确定病毒是如何在人体内占领“根据地”的。

“动物虽然不是人类,但动物模型可以告诉我们不少信息。”威尔康奈尔医学院免疫学教授利肖瓦·纳德洛夫(Dr。 Lishomwa Ndhlovu)指出,他本人并未参与此次研究。假如星形胶质细胞可以作为HIV病毒在人体内的藏身之处,并且病毒可以像小鼠模型中显示的那样离开大脑、感染其它器官,“我们就要设法将这些‘庇护所’中的病毒斩尽杀绝,才能成功治愈HIV感染。”

静静蛰伏

星形胶质细胞形如星星,包含多种类型,在中枢神经系统中扮演着关键角色。这类细胞可向神经元输送养分,还可以激发或减退大脑中的炎症反应。星形胶质细胞还负责塑造和维护中枢神经系统的连接构造,以及加固血脑屏障(一层将循环血和脑细胞分离开来的组织)。

科学家知道,HIV病毒可以渗透进入大脑,因为有的感染者会出现痴呆和其它认知缺陷症状。

“星形胶质细胞在HIV感染中起到的作用一直很有争议性。”阿尔哈迪指出。此前研究显示,星形胶质细胞可以被HIV病毒感染,但大多数研究使用的都是培养皿中的病毒,也许不能准确复制动物活体中的感染过程。有几项研究虽然用到了活体动物,但使用的都是“传统”方法,如用荧光物质标记病毒的蛋白质或遗传物质来扫描病毒,但对于星形胶质细胞中较低的HIV病毒浓度,这种方法可能敏感度不够高。这些研究均未说明,星形胶质细胞一旦受到感染,能否再以某种方法将HIV病毒释放出去、感染大脑之外的其它器官。

为解决这一关键问题,阿尔哈迪和她的团队开发了两款新型小鼠模型。

首先,研究人员将从胚胎脑细胞中剥离的星形胶质细胞放入培养皿中,让它们感染HIV病毒,然后将感染病毒的细胞注入实验室小鼠大脑中,一组为刚出生的小鼠,一组为成年小鼠。结果发现,在两组小鼠中,感染病毒的星形胶质细胞均将病毒传染给了CD4细胞。CD4细胞是一类负责协调身体免疫反应的免疫细胞,也是HIV病毒的主要攻击目标之一。

从星形胶质细胞处感染了病毒后,CD4细胞便会离开大脑、进入其它组织。也就是说,当“大脑已经感染了HIV病毒后,病毒可以离开大脑、重新感染外围器官。”

作者指出,脾脏和淋巴结在这一过程中尤其容易受到感染。如能阻断CD4细胞的转移,或可切断这条病毒传播链。

为确保病毒可以在没有人为协助的情况下自行感染星形胶质细胞,研究人员们还开展了另一项实验,将健康的人类星形胶质细胞注入小鼠体内,然后再让小鼠感染HIV病毒。在这一情境下,部分人类星形胶质细胞仍然感染了病毒,并且将病毒释放到了体内的其它部位。值得注意的是,即使小鼠接受了鸡尾酒疗法,病毒仍可从大脑中逃逸出来,只不过与未接受治疗的小鼠相比“病毒水平较低”。若治疗停止,大脑中逃出的病毒便可引发全面感染。

为做进一步确认,作者们还分析了四名HIV感染者捐献的大脑。四人生前均接受了有效的鸡尾酒治疗。(研究报告中并未说明每位捐献者的死因,但指出在他们去世时,体内的病毒水平均受到了鸡尾酒疗法的有效抑制。)该团队发现,一小部分的星形胶质细胞的细胞核中存在HIV病毒的遗传物质,说明这些细胞已经受到了感染。

治愈之道

许多与星形胶质细胞和HIV病毒相关的问题仍然悬而未解。如阿尔哈迪指出,有些类型的星形胶质细胞可以藏匿HIV病毒,而有些则不能。此外,虽然小鼠实验显示HIV病毒可以离开大脑,但对人类捐献者的尸检分析结果并未证实人类体内也会发生这一现象。

阿尔哈迪表示,“动物模型做不到尽善尽美,”因此病毒在动物和人类体内的感染方式也可能存在区别。

如纳德洛夫指出,在HIV病毒的自然感染过程中,病毒每次复制时,基因变异会不断累积,感染所需的遗传物质便可能在此过程中丢失。要想完全理解星形胶质细胞在HIV病毒感染中发挥的作用,研究人员还需要弄清此类细胞中的病毒含量达到多高水平时才会真正引发感染。

阿尔哈迪及其团队已经开始通过分析感染者脑部组织和其中发现的HIV遗传物质碎片来着手解决这一问题,但还需要开展进一步研究,证实在其中发现的病毒既能感染细胞、又能转移到体内其它器官。此外纳德洛夫指出,科学家还需要弄清HIV病毒离开大脑、感染其它器官的确切路径。这一信息对研发针对大脑的疗法、以及成功治愈HIV感染具有至关重要的作用。