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病原生物學(xué)出版教材-文字教材:高級(jí)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)(主編)第12章 抗病毒治療新技術(shù)

病原生物學(xué)出版教材文字教材:高級(jí)醫(yī)學(xué)微生物學(xué)(主編)第12章 抗病毒治療新技術(shù):第12章抗病毒治療新技術(shù)病毒感染性疾病是嚴(yán)重危害人類健康的常見病。在人類每年流行的傳染病中,由病毒引起的約占75%。病毒感染后可引起急性感染,亦可引起持續(xù)性感染,并與一些腫瘤、自身免疫性疾病、內(nèi)分泌疾病及神經(jīng)性疾病的發(fā)生有一定的關(guān)系。目前,絕大部分病毒性疾病,特別是慢性病毒感染仍缺乏有效的治療措施。因此,探索新的抗病毒藥物和治療方法已成為醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。近年來,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,

第12章  抗病毒治療新技術(shù)

病毒感染性疾病是嚴(yán)重危害人類健康的常見病。在人類每年流行的傳染病中,由病毒引起的約占75%。病毒感染后可引起急性感染,亦可引起持續(xù)性感染,并與一些腫瘤、自身免疫性疾病、內(nèi)分泌疾病及神經(jīng)性疾病的發(fā)生有一定的關(guān)系。目前,絕大部分病毒性疾病,特別是慢性病毒感染仍缺乏有效的治療措施。因此,探索新的抗病毒藥物和治療方法已成為醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。

近年來,隨著分子生物學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,以及對(duì)病毒生物學(xué)特性和致病機(jī)制認(rèn)識(shí)的不斷深入,人們能夠在基因水平上尋找抗病毒治療的新途徑,逐漸建立了抗病毒基因治療技術(shù),并在應(yīng)用基因工程技術(shù)生產(chǎn)新型抗病毒藥物等方面取得重要進(jìn)展。

第一節(jié)  基因治療概論

基因治療(gene therapy)是指通過基因轉(zhuǎn)移或基因修飾方法,將具有表達(dá)功能的基因?qū)氲较嚓P(guān)細(xì)胞和組織中,使轉(zhuǎn)錄或翻譯的產(chǎn)物發(fā)揮治療作用的一種治療方法。進(jìn)行基因治療時(shí),應(yīng)根據(jù)宿主細(xì)胞病變基因表達(dá)水平的異常狀況,采取不同的策略,以提高或補(bǔ)足表達(dá)水平低下的基因,或降低表達(dá)水平過高的基因,或?qū)υ谡顩r下不表達(dá)的基因進(jìn)行封閉或破壞。

一、基因治療的基本策略

基因置換(gene replacement) 是把正常的外源基因?qū)肷矬w靶細(xì)胞內(nèi),對(duì)產(chǎn)生疾病的基因進(jìn)行置換。理想的基因治療方式是,將缺陷基因原位校正,并保證患者基因組序列不發(fā)生其他改變,能接受體內(nèi)原有的復(fù)雜調(diào)控,維持原有的時(shí)空表達(dá)模式。

基因修正(gene correction) 是將致病基因中發(fā)生突變的堿基部分予以更換或原位修復(fù)致病基因的功能,并不一定改變致病基因的核苷酸順序。這種治療方法頗具吸引力,但是,原位修正基因的策略目前在技術(shù)上尚存在許多困難。

基因修飾(gene augmentation) 是將有功能的目的基因?qū)氲桨l(fā)生病變或正常細(xì)胞,目的基因的表達(dá)產(chǎn)物能補(bǔ)償致病基因的功能,但致病基因本身并未得到改變。與基因置換和基因修正策略相比,基因修飾容易實(shí)現(xiàn),因此,該策略目前在基因治療中得到廣泛應(yīng)用。

基因失活(gene inactivation) 是應(yīng)用各種手段封閉或阻斷致病(有害)基因的表達(dá)。對(duì)于病毒感染性疾病來說,基因失活是一種具有很好應(yīng)用前景的基因治療策略。因?yàn)閺幕蛩缴蠈⒉《镜幕蚪M封閉或破壞后,就不能有效地表達(dá)病毒抗原,從而不會(huì)產(chǎn)生免疫病理反應(yīng)。

基因疫苗(gene vaccine) 是用表達(dá)載體導(dǎo)入病原體抗原基因,表達(dá)的目的蛋白可誘導(dǎo)保護(hù)性粘膜免疫、體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答,或打破對(duì)某種病原體感染所引起的免疫耐受,以達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的。

二、基因治療的條件

基因治療必須具備以下3個(gè)條件:

目的基因的獲得  主要方法有:cDNA的克隆,基因的人工合成,基因的聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)擴(kuò)增及染色體基因組DNA的降解與克隆等方法。目前基因治療中應(yīng)用的目的基因多數(shù)是cDNA。

靶細(xì)胞的選擇  基因治療的靶細(xì)胞有二大類:生殖細(xì)胞和體細(xì)胞。目前體細(xì)胞比生殖細(xì)胞的基因治療發(fā)展得更為成熟。靶細(xì)胞的選擇條件為:根據(jù)基因異常表現(xiàn)的器官及其部位;易取出和移植;易在體外進(jìn)行培養(yǎng);體外易被轉(zhuǎn)導(dǎo);具有較長(zhǎng)的壽命。

基因轉(zhuǎn)移的方法  將外源性基因?qū)氚屑?xì)胞的技術(shù)可分為物理、化學(xué)和生物學(xué)方法三大類。物理化學(xué)方法有磷酸鈣共沉淀法、脂質(zhì)體法、微注射法、顆粒轟擊(基因槍)以及電穿孔法等,其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行,缺點(diǎn)是攜帶的遺傳物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)易受DNA酶降解,且不易穩(wěn)定地存在于細(xì)胞基因組中。生物學(xué)方法主要指病毒介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移,包括逆轉(zhuǎn)錄病毒(RV)、腺病毒(AdV)、腺病毒相關(guān)病毒(AAV)、單純皰疹病毒(HSV)、痘苗病毒(VV)等,特點(diǎn)是基因轉(zhuǎn)移效率較高,已成為基因治療應(yīng)用最廣、最有效的基因轉(zhuǎn)移方法。

三、基因治療的方式

基因治療方式主要有兩類:一類是直接體內(nèi)轉(zhuǎn)移(in vivo),亦稱活體直接轉(zhuǎn)移,是將帶有遺傳物質(zhì)的病毒、脂質(zhì)體或裸露DNA直接注射到試驗(yàn)個(gè)體內(nèi);另一類是間接體內(nèi)轉(zhuǎn)移(ex vivo),亦稱回體轉(zhuǎn)移,是在體外將目的基因?qū)氲揭欢ǖ募?xì)胞中,使其表達(dá)和分泌特定的重組蛋白,然后將這些經(jīng)遺傳修飾的細(xì)胞輸回試驗(yàn)個(gè)體內(nèi)。

exvivo方法較常用,效果較易控制,但步驟多,技術(shù)復(fù)雜難度大,不易推廣;in vivo方法尚未成熟,存在轉(zhuǎn)移效率低、療效短等問題,但操作簡(jiǎn)便,容易推廣,是基因轉(zhuǎn)移研究的方向。只有invivo基因轉(zhuǎn)移方法成熟了,基因治療才能真正走向臨床。

第二節(jié)  抗病毒感染基因治療的策略

病毒感染性疾病是病毒與宿主細(xì)胞相互作用執(zhí)業(yè)醫(yī)師的結(jié)果,因此,抗病毒治療應(yīng)采取既針對(duì)病毒,又針對(duì)宿主的綜合措施。在應(yīng)用抗病毒制劑抑制或終止病毒在細(xì)胞內(nèi)增殖的同時(shí),還需通過提高宿主的免疫應(yīng)答,清除體內(nèi)游離病毒和受病毒感染細(xì)胞,從而達(dá)到治愈病毒感染的目的。在眾多有潛在應(yīng)用價(jià)值的新型抗病毒治療策略中,抗病毒基因治療技術(shù)尤為令人矚目,它是基因治療理論和方法在控制病毒性疾病領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用,同時(shí),抗病毒感染基因治療的研究和應(yīng)用又豐富和發(fā)展了基因治療的理論和技術(shù)。

在抗病毒感染基因治療領(lǐng)域,基因修飾和基因失活是目前應(yīng)用的主要策略。針對(duì)提高人體對(duì)病毒的免疫力,采用基因修飾技術(shù),將抗病毒的基因?qū)胨拗鞯玫奖磉_(dá);針對(duì)降低或消除病毒的致病力,從分子水平上抑制或封閉病毒基因的復(fù)制和表達(dá)。因此,抗病毒基因治療策略可以概括為3個(gè)方面。

增強(qiáng)宿主免疫力  利用基因轉(zhuǎn)移技術(shù),將目的基因?qū)塍w內(nèi)使其表達(dá),表達(dá)的病毒抗原刺激宿主產(chǎn)生抗病毒免疫反應(yīng)。宿主免疫力具有抵抗病毒感染并從病毒感染中恢復(fù)的重要功能。設(shè)法將受病毒感染細(xì)胞在病毒基因復(fù)制和表達(dá)之前將其破壞,使病毒不能包裝成完整的病毒顆粒,這是設(shè)計(jì)細(xì)胞自殺基因治療的思路。同時(shí)要求將所有受病毒感染的細(xì)胞殺死,但對(duì)正常細(xì)胞沒有影響。設(shè)計(jì)細(xì)胞自殺機(jī)制主要有三個(gè)途徑:病毒主導(dǎo)性酶藥物預(yù)施療法(VDEPT)、白喉毒素基因表達(dá)及細(xì)胞凋亡。

促進(jìn)抗病毒蛋白的產(chǎn)生  將抗病毒蛋白基因?qū)氩∪四┥已馨图?xì)胞或造血干細(xì)胞后,再將轉(zhuǎn)基因細(xì)胞回輸病人體內(nèi),通過細(xì)胞表達(dá)和分泌的抗病毒蛋白進(jìn)行抗病毒治療。例如,將可溶性CD4蛋白和IgG蛋白的融合基因或干擾素、白細(xì)胞介素等細(xì)胞因子基因?qū)爰?xì)胞中表達(dá)。

細(xì)胞內(nèi)免疫  在感染或非感染細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)入某種基因,通過表達(dá)的目的蛋白抑制病毒復(fù)制和表達(dá),達(dá)到抗病毒治療和預(yù)防的目的,即對(duì)其中已感染的病毒具有抑制或阻斷作用,或?qū)Σ《靖腥镜墓艟哂械挚沽。針?duì)這類轉(zhuǎn)導(dǎo)的細(xì)胞來說,好像是對(duì)病毒的感染具有一定的免疫力。但這種形式的抗病毒免疫是由于細(xì)胞內(nèi)目的基因的表達(dá)而產(chǎn)生的,故稱之為細(xì)胞內(nèi)免疫(intracellularimmunization),主要有RNA誘餌(RNA decoy)、反義RNA、核酶(ribozyme)、病毒顯性突變蛋白和細(xì)胞內(nèi)抗體(intracellularantibodies)等方法,已成為抗病毒感染基因治療的主要策略。

第三節(jié)  反義技術(shù)

以堿基配對(duì)方式結(jié)合、抑制、封閉或破壞基因結(jié)構(gòu)及表達(dá)活性的核酸分子,稱為反義核酸分子(或稱“基因封條”),包括反義DNA和反義RNA。研究反義DNA或反義RNA的來源、性質(zhì)及其作用機(jī)制的技術(shù)稱為反義技術(shù)(antisense technology)。隨著反義技術(shù)的不斷發(fā)展,從反義DNA、反義RNA,已發(fā)展到具有酶催化作用的核酶(ribozyme)和多靶位核酶(multi-targetribozyme)RNA分子,使反義分子的類型不斷增多。

繼發(fā)現(xiàn)核酶、反義RNA之后,近年有關(guān)小干擾RNA(21-25bp)及其所致的RNA干擾(RNA interference,RNAi)現(xiàn)象又成為研究熱點(diǎn)。由于小干擾RNA與對(duì)應(yīng)的mRNA特異結(jié)合后,可降解mRNA,因此,可有效地抑制靶基因的表達(dá)。RNAi是宿主對(duì)外源核酸(如病毒基因)侵入的一種保護(hù)性反應(yīng),將為病毒感染性疾病的防治提供新手段。

一、反義核酸抗病毒機(jī)制

反義DNA、反義RNA、單靶位核酶和多靶位核酶識(shí)別底物DNA/RNA分子都是基于堿基配對(duì)原則,在基因水平阻斷病毒基因復(fù)制和表達(dá),因此,反義技術(shù)的特異性很高,對(duì)宿主細(xì)胞幾乎無(wú)損害作用。反義技術(shù)抗病毒感染的機(jī)制主要包括以下幾個(gè)方面:

阻斷或抑制病毒DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄  在病毒DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中,雙鏈DNA可解離成為單鏈狀態(tài)。反義DNA片段可與DNA雙鏈中的一股以堿基配對(duì)方式,形成DNA三聚體(triplet)結(jié)構(gòu),從而抑制或阻斷DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄,達(dá)到抗病毒治療的目的。

阻斷RNA的轉(zhuǎn)運(yùn)  病毒的基因組進(jìn)入細(xì)胞核中,與細(xì)胞基因組整合或呈游離狀態(tài)。病毒基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物需透過核膜轉(zhuǎn)運(yùn)至胞質(zhì)中,經(jīng)加工后進(jìn)行翻譯。如果病毒的RNA不能正常有效地轉(zhuǎn)運(yùn)到胞質(zhì)中,就不能進(jìn)行復(fù)雜的轉(zhuǎn)錄后加工。未經(jīng)轉(zhuǎn)錄后加工的mRNA是不能正常進(jìn)行翻譯的。反義RNA亦在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,它可與病毒的RNA互補(bǔ)結(jié)合,發(fā)生RNA的轉(zhuǎn)運(yùn)扣留。

阻斷RNA的轉(zhuǎn)錄后加工  病毒轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA在形成翻譯復(fù)合體之前,需要進(jìn)行一系列的加工修飾過程,例如,乙型肝炎病毒(HBV)的mRNA需要在多個(gè)位點(diǎn)上進(jìn)行剪切,以形成結(jié)構(gòu)和大小合適的翻譯模板RNA,3'端加poly(A)。反義RNA與病毒的RNA結(jié)合,可以阻斷這種轉(zhuǎn)錄后的加工過程,故稱之為轉(zhuǎn)錄后的加工抑制。

翻譯抑制  病毒mRNA與核糖體RNA形成翻譯復(fù)合體后才能進(jìn)行翻譯,其結(jié)合方式主要有2種:

1.帽狀結(jié)構(gòu)依賴性的掃描機(jī)制(cap-dependentscanning mechanism,CDSM) 又稱為滑動(dòng)機(jī)制,核糖體RNA與mRNA的帽狀結(jié)構(gòu)結(jié)合與扣留,則順著模板mRNA從5'端向3'端方向掃描或滑動(dòng),當(dāng)遇到第一個(gè)翻譯的起始密碼子,就可啟動(dòng)翻譯過程。直到遇到終止密碼子時(shí),翻譯才會(huì)終止。

2.內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)(internalribosome entry site,IRES)方式  即帽狀結(jié)構(gòu)非依賴性的翻譯過程。核糖體RNA直接尋找并結(jié)合IRES序列,形成翻譯復(fù)合體,從一個(gè)合適的起始密碼子開始翻譯。

以上二種翻譯機(jī)制都需要核糖體RNA與起始密碼子上游的RNA模板序列相結(jié)合。如果反義分子與此部位上的模板核苷酸首先結(jié)合,就可阻斷翻譯復(fù)合體的形成,進(jìn)而抑制或阻斷病毒蛋白的翻譯。

破壞病毒RNA  反義技術(shù)破壞病毒的RNA有2種主要機(jī)制:

1.反義分子與靶mRNA鏈結(jié)合后,可激活內(nèi)源性的核糖核酸酶如RNaseH等。RNase H可識(shí)別、分解DNA-RNA或RNA-RNA雙鏈分子中的RNA鏈,以破壞病毒的逆轉(zhuǎn)錄、加工、翻譯及轉(zhuǎn)運(yùn)過程。

2.核酶RNA分子可利用其活性中心兩側(cè)的側(cè)翼序列與作為底物的靶RNA結(jié)合,并能識(shí)別特異的核苷酸序列,將其裂解。如果設(shè)計(jì)的是多靶位核酶RNA分子,就可在多個(gè)位點(diǎn)上將底物RNA分子進(jìn)行切割,成為多個(gè)碎片。

二、反義核苷酸

 反義核苷酸(antisense oligonucleotide,ASON)包括反義DNA和反義RNA,前者是指人工合成的、與靶基因某一區(qū)段互補(bǔ)的、正常或經(jīng)化學(xué)修飾的DNA片段,后者是指一類能與靶mRNA互補(bǔ)結(jié)合的RNA分子,可參與基因表達(dá)的負(fù)調(diào)控,抑制特異基因的表達(dá)。反義RNA可在體內(nèi)表達(dá)或體外合成。反義寡核苷酸作為基因表達(dá)的反向抑制劑,應(yīng)具備足夠的穩(wěn)定性;對(duì)目的基因的選擇性;對(duì)細(xì)胞的通透性及靶向性,故應(yīng)在化學(xué)修飾、序列選擇、靶向轉(zhuǎn)運(yùn)等方面加以完善。

近年來,國(guó)內(nèi)外已有大量應(yīng)用ASON在細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中成功地抑制人類免疫缺陷病毒(HIV)、乙型肝炎病毒、皰疹病毒、流感病毒、人乳頭瘤病毒、Rous肉瘤病毒等感染的研究報(bào)道。

在AIDS的基因治療中,通過表達(dá)有關(guān)的互補(bǔ)核酸,以抑制HIV基因的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。例如,應(yīng)用內(nèi)源性合成的tat、rev、vpu、gag或5'端的引物結(jié)合位點(diǎn)等基因的反義RNA,在體外培養(yǎng)的細(xì)胞系和CD4淋巴細(xì)胞中均可抑制HIV-1感染。Tat蛋白是一種反式激活的轉(zhuǎn)錄因子,可與HIV-1長(zhǎng)末端重復(fù)序列TAR位點(diǎn)(tat效應(yīng)元件)結(jié)合,使HIV-1基因表達(dá)升高1000倍以上,因此,利用針對(duì)TAR的反義RNA可作為一種有效的HIV轉(zhuǎn)錄抑制劑。例如,針對(duì)HIV-1TAR序列,構(gòu)建表達(dá)反義TAR的重組逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,將重組體轉(zhuǎn)染Sup T1細(xì)胞后,再用HIV-1病毒株攻擊,Sup T1細(xì)胞內(nèi)HIV-1病毒顆粒數(shù)量明顯減少。又如,將反義tat基因?qū)肟乖禺愋訡D4淋巴細(xì)胞,同樣可以抑制HIV的復(fù)制。

有學(xué)者構(gòu)建了一種新的反義類型,即反義tRNA,直接針對(duì)HIV-1tat基因第一個(gè)編碼外顯子核苷酸序列(5 924~5 943 nt),該序列在大多數(shù)HIV-1分離株中高度保守。不改變tRNA的四環(huán)結(jié)構(gòu)而將抗tat反義序列插入到一個(gè)tRNA骨架中,再用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體將此反義tRNA導(dǎo)入Jurkat細(xì)胞株,結(jié)果能有效作用于靶位,表現(xiàn)出明顯的抗HIV從頭感染(denovoinfection)。這是首次將反義tRNA用于HIV-1感染的基因治療。該策略具有轉(zhuǎn)錄體為聚合酶Ⅲ啟動(dòng)子所驅(qū)動(dòng)、反義RNA穩(wěn)定性高等顯著特點(diǎn)。

三、核酶

核酶(ribozyme)是一類具有雙重特性的RNA分子,一是能識(shí)別特異的靶RNA序列并與之結(jié)合,具有反義核酸的特性;二是具有酶活性,能通過特異性位點(diǎn)切割降解靶RNA序列。核酶比反義RNA的阻斷活性至少高100倍,它作為抗病毒基因治療的新型分子,已受到廣泛的重視,成為抗病毒基因治療研究中重要的探索方向。

從分子結(jié)構(gòu)上,核酶主要分為錘頭狀核酶和發(fā)夾狀核酶,兩者均能催化異體靶RNA的剪切反應(yīng)。錘頭狀核酶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,長(zhǎng)約30bp,含有一個(gè)保守的活性中心和與底物RNA互補(bǔ)的側(cè)翼序列,易于人工設(shè)計(jì),所以目前合成的大多是錘頭狀核酶。

在基因治療中,主要是在體外設(shè)計(jì)核酶的編碼基因,以逆轉(zhuǎn)錄病毒等載體導(dǎo)入到靶細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá),再通過核酶切割靶RNA分子,從而阻斷病毒特定基因的表達(dá)(圖11-10)。這一策略經(jīng)較為周密的細(xì)胞及動(dòng)物水平的系統(tǒng)研究,已用于抗HIV基因治療的臨床試驗(yàn),并對(duì)肝炎病毒、流感病毒、人乳頭瘤病毒、鼠白血病病毒等進(jìn)行了研究。

根據(jù)HIV調(diào)節(jié)基因和結(jié)構(gòu)基因的特點(diǎn),經(jīng)人工設(shè)計(jì)與核酶隨機(jī)文庫(kù)篩選,已獲得多種發(fā)夾狀或錘頭狀的抗HIV-1核酶,其中一些核酶已進(jìn)入Ⅰ期臨床試驗(yàn)階段。例如,將靶向HIV-1前導(dǎo)序列U5區(qū)(連接mRNA帽狀結(jié)構(gòu)的起始區(qū))和pol基因的兩種發(fā)夾狀核酶的基因克隆到Moloney小鼠白血病病毒(MoMLV)中,轉(zhuǎn)染AIDS患者CD4T淋巴細(xì)胞,然后自體回輸給病人。在對(duì)3例病人為期9個(gè)月的研究中,觀察了治療方案的安全性、轉(zhuǎn)染核酶的淋巴細(xì)胞在體內(nèi)的存活期和動(dòng)力學(xué)指標(biāo)、核酶在體內(nèi)的表達(dá)水平,以及核酶對(duì)體內(nèi)病毒載量、病毒mRNA表達(dá)、CD4T淋巴細(xì)胞水平的影響,結(jié)果表明,給病人回輸轉(zhuǎn)染了核酶的自體淋巴細(xì)胞是安全的;在回輸初期,內(nèi)源性CD8細(xì)胞、NK細(xì)胞和自體回輸?shù)腡細(xì)胞進(jìn)行了復(fù)雜的重新分布。又如,采用靶向HIV復(fù)制過程中關(guān)鍵性調(diào)節(jié)蛋白Tat的錘頭狀核酶,通過MoMLV將核酶導(dǎo)入自體CD34+造血干細(xì)胞,再回輸給病人,結(jié)果是安全、有效的。

HIV-1基因組的高度變異性是核酶所面臨的最大挑戰(zhàn)。變異如果發(fā)生在核酶的切割位點(diǎn)上,則形成抗核酶的突變株。因此,對(duì)于HIV-1這樣一個(gè)長(zhǎng)達(dá)近萬(wàn)個(gè)堿基且突變率極高的逆轉(zhuǎn)錄病毒,在核酶的設(shè)計(jì)中必須注意以下幾點(diǎn):

1.選擇高度保守的RNA切割位點(diǎn) 目前已分別設(shè)計(jì)出針對(duì)HIV-1 RNA中LTR、gagtat、polenv、vifnef等不同高保守序列的核酶,實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人鼓舞。例如,選擇HIV-1基因組中高度保守的tattatrev基因作為靶RNA,設(shè)計(jì)錘頭狀核酶,用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體將核酶基因轉(zhuǎn)入人T淋巴細(xì)胞中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)表達(dá)核酶的T細(xì)胞能成功地抵抗HIV-1感染。

2.多切割位點(diǎn)同時(shí)作用  鑒于多個(gè)靶位點(diǎn)同時(shí)突變的頻率比單個(gè)點(diǎn)突變的頻率要小得多,且只要有一個(gè)切割有效就能破壞HIV-1RNA,因此聯(lián)合應(yīng)用作用于不同靶點(diǎn)的連接型或獨(dú)立型核酶,可大大提高切割效率,對(duì)于消除HIV-1高度變異帶來的不利影響是非常有效的。

3.核酶基因可與其它具有治療作用的基因協(xié)同發(fā)生抗HIV-1作用。

可以相信,隨著運(yùn)用逆轉(zhuǎn)錄載體技術(shù)的提高,對(duì)核酶進(jìn)行化學(xué)修飾,及陽(yáng)離子脂質(zhì)體導(dǎo)入技術(shù)的發(fā)展,核酶抗病毒基因治療途徑將發(fā)揮更大的作用。

第四節(jié)  免疫基因治療

除了上述直接針對(duì)病毒的基因治療研究外,通過導(dǎo)入病毒抗原基因誘生保護(hù)性抗體,或?qū)朊庖哒{(diào)節(jié)因子基因及其誘導(dǎo)基因等,提高宿主的免疫功能,特別是CTL的殺傷活性,清除受病毒感染細(xì)胞等,是發(fā)展抗病毒基因治療的另一有效手段。主要方法有:體內(nèi)直接注射DNA、抗原基因?qū)搿⒆詺⒒驅(qū)爰盎蛱娲腃TL過繼免疫等。目的基因在細(xì)胞內(nèi)高效表達(dá)是實(shí)現(xiàn)抗病毒治療的關(guān)鍵,應(yīng)從載體和啟動(dòng)子的優(yōu)化、轉(zhuǎn)送基因方法的改進(jìn)等方面進(jìn)行深入研究。

一、直接注射DNA

直接注射DNA又稱核酸免疫(nucleicacidimmunization),是近年來從基因治療研究中衍生而發(fā)展的一個(gè)新領(lǐng)域(見第13章)。病毒核酸免疫是將病毒基因直接輸入病人組織,以模擬自然感染而激發(fā)抗病毒免疫應(yīng)答。核酸疫苗可為裸露的閉合環(huán)狀質(zhì)粒DNA或非復(fù)制的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體形式。目前正在研制流感病毒、單純皰疹病毒、艾滋病病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、狂犬病病毒等核酸疫苗。

HBV的核酸疫苗采用HBsAg和HBcAg的基因,分別構(gòu)建表達(dá)載體,或構(gòu)建兩種蛋白的融合基因,它們均能誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生特異性體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答。HCV的DNA疫苗研究主要集中在衣殼蛋白以及非結(jié)構(gòu)蛋白3(NS3)等編碼基因區(qū),但也有少數(shù)研究采用包膜區(qū)E1和E2區(qū)進(jìn)行基因免疫。

HIV的核酸免疫主要集中在編碼包膜糖蛋白的基因區(qū)。給多種動(dòng)物注射HIV-1envtat、rev基因,結(jié)果證實(shí)動(dòng)物組織內(nèi)能表達(dá)HIV蛋白,激發(fā)細(xì)胞免疫和體液免疫應(yīng)答。將攜帶有HIV envrev基因的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體直接肌肉注射小鼠、獼猴和狒狒,三種動(dòng)物產(chǎn)生特異針對(duì)gp120和Rev蛋白的MHCⅠ類分子限制的CD8T細(xì)胞反應(yīng),CTL反應(yīng)可長(zhǎng)時(shí)間存在。由于rev基因的高度保守性,使針對(duì)Rev蛋白決定簇的特異性免疫應(yīng)答能交叉作用于不同的HIV-1臨床分離株,因而具有特別重要意義。美國(guó)FDA已經(jīng)批準(zhǔn)這種DNA免疫模式用于HIV感染者臨床試驗(yàn)。核酸免疫的最大優(yōu)點(diǎn)是對(duì)變異迅速的病原微生物提供交叉防御作用,因此,有望研制出對(duì)HIV變異株有效的核酸疫苗,用于HIV感染的防治。

二、抗原基因?qū)?/h3>

病毒的多種抗原成分可刺激宿主產(chǎn)生一種或多種不同類型的抗體,具有免疫保護(hù)作用,這與免疫清除病毒的過程密切相關(guān)。因此,將誘生保護(hù)性抗體的抗原編碼基因?qū)肴梭w細(xì)胞并進(jìn)行高效表達(dá),也是抗病毒基因治療的一條重要途徑。

研究表明,HIV包膜糖蛋白是誘發(fā)宿主產(chǎn)生保護(hù)性抗體的主要抗原成分,可作為預(yù)防HIV感染的疫苗。應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體將HIV-1 gp120基因?qū)胄∈罄w維母細(xì)胞系,然后用轉(zhuǎn)染細(xì)胞免疫同源小鼠,結(jié)果獲得MHC限制性的、針對(duì)gp120的特異性CTL細(xì)胞。將這些CTL輸給帶有表達(dá)HIV-1衣殼抗原的患腫瘤小鼠,可觀察到這些腫瘤細(xì)胞被CTL特異性殺傷,同時(shí)受免疫小鼠體內(nèi)能產(chǎn)生抗gp120特異性中和抗體,抑制受感染的T淋巴細(xì)胞形成病毒合胞體,阻止HIV擴(kuò)散。進(jìn)一步用鼠和靈長(zhǎng)類動(dòng)物的自體細(xì)胞經(jīng)轉(zhuǎn)染后回輸?shù)襟w內(nèi),也獲得同樣的治療效果。以逆轉(zhuǎn)錄病毒載體介導(dǎo)的HIV包膜蛋白基因的轉(zhuǎn)移及表達(dá)保護(hù)性抗體的基因治療已進(jìn)入臨床試驗(yàn)。

三、保護(hù)性抗體基因?qū)?/h3>

將針對(duì)病毒某些組分的特異性抗體基因轉(zhuǎn)染靶細(xì)胞后,在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的抗體可滅活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、胞漿和核內(nèi)的靶蛋白的活性,從而抑制病毒的增殖。這類抗體稱為細(xì)胞內(nèi)抗體(intracellular antibodies),其構(gòu)建方法包括雜交瘤技術(shù)和抗體庫(kù)技術(shù)。

HIV通過包膜糖蛋白gp120與CD4細(xì)胞表面的CD4分子、輔助受體相互作用而侵入細(xì)胞,造成CD4細(xì)胞的數(shù)量減少,甚至完全喪失。因此,保護(hù)CD4細(xì)胞不受感染的策略之一是,導(dǎo)入HIV-1抗體的基因,表達(dá)特異性抗體,中和HIV的感染性。例如,將抗gp120抗體基因克隆到LTR啟動(dòng)子部位,可因HIV感染而誘導(dǎo)表達(dá)。抗gp120單鏈抗體可在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上與CD4分子競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合HIV-1gp120,并阻止病毒向細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn),從而抑制HIV的復(fù)制。該單鏈抗體由重鏈的引導(dǎo)序列、可變區(qū)與輕鏈的可變區(qū)通過連接子融合而成。由于單鏈抗體在沒有相應(yīng)的另一條鏈的情況下將滯留于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),故可將與該單鏈抗體結(jié)合的gp120引到內(nèi)質(zhì)網(wǎng),從而減少其表達(dá)。

將HIV-1的cDNA與Gag單鏈抗體基因插入到逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,轉(zhuǎn)染T淋巴細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)Gag蛋白表達(dá)水平并未改變,但胞內(nèi)則無(wú)完整病毒顆粒存在。此外,針對(duì)Tat蛋白、Rev蛋白、逆轉(zhuǎn)錄酶、整合酶、內(nèi)膜蛋白的細(xì)胞內(nèi)抗體均可有效地干擾HIV-1的增殖。

以上結(jié)果提示,以HIV抗體的編碼基因作為目的基因?qū)嵤┗蛑委熓且粭l很有希望的途徑,尤其是在HIV生命周期的不同點(diǎn)阻斷其復(fù)制的細(xì)胞內(nèi)抗體聯(lián)合療法對(duì)AIDS的治療更為有效。不過,HIV基因可編碼多種與致病性有關(guān)的結(jié)構(gòu)蛋白和調(diào)節(jié)蛋白,它們作為抗原可激發(fā)宿主產(chǎn)生不同的抗體。為優(yōu)化細(xì)胞內(nèi)抗體表達(dá)的抗HIV基因治療策略,獲得更為理想的治療效果,應(yīng)選擇病毒生存所必需的表位(epitope),以減少HIV逃逸突變的發(fā)生;同時(shí),須對(duì)各種抗體抑制或阻斷HIV感染的效果進(jìn)行比較,以找到細(xì)胞內(nèi)抗體的最佳靶點(diǎn)。

四、免疫因子基因?qū)?/h3>

免疫因子特別是淋巴因子基因的導(dǎo)入,不僅是抗腫瘤的重要內(nèi)容,同時(shí)也是抗病毒感染基因治療的重要內(nèi)容。利用淋巴因子轉(zhuǎn)基因表達(dá)是基因治療在病毒性疾病中的一個(gè)重要應(yīng)用和研究方向。

免疫因子的導(dǎo)入對(duì)HIV的感染有直接抑制作用。例如,將人α2干擾素(IFN-α2)基因重組在HIV LTR的啟動(dòng)子下游,轉(zhuǎn)染Vero細(xì)胞系,分泌的IFN-α2水平在50~150u /ml,可明顯抑制HIV的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。而用相同劑量的外源重組IFN-α2則不能產(chǎn)生類似效果,提示體內(nèi)產(chǎn)生的IFN-α2與體外重組的IFN-α2的抗病毒機(jī)制不同。如果在上述體系中加入HIV啟動(dòng)子的反式激活劑Tat蛋白或者感染HIV,則可使IFN-α2的表達(dá)量分別提高到400u /ml和1000 u/ml。這一系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是,在反式激活因子不存在時(shí),目的基因表達(dá)處于低水平,以減少因目的基因的持續(xù)高水平表達(dá)可能給宿主帶來的不良反應(yīng)。同時(shí),在受到病毒攻擊時(shí),病毒提供的反式激活因子則促進(jìn)目的基因的高水平表達(dá),類似于人體生理的調(diào)控狀態(tài)。

其它種類的淋巴因子,特別是白細(xì)胞介素類的基因也是提高宿主免疫力、抵抗病毒感染的重要治療手段。

五、細(xì)胞內(nèi)免疫

1988年Friedman等發(fā)現(xiàn),單純皰疹病毒(HSV)的反式激活蛋白VP16的缺失或截短突變體(truncatedform)具有明顯的抗HSV效應(yīng)。截短突變體缺少野生型VP16羧基末端的78aa,仍能與野生型的HSV DNA結(jié)合,但失去了反式激活效應(yīng)。能穩(wěn)定表達(dá)該突變體的細(xì)胞對(duì)HSV的復(fù)制具有明顯的抑制作用,即產(chǎn)生了免疫力,提示它可與病毒基因組中的順式激活序列結(jié)合,從而干擾相應(yīng)的野生型蛋白的激活作用。因此,Baltimore于1988年首先提出“細(xì)胞內(nèi)免疫(intracellularimmunization)”這一概念,即將人工構(gòu)建的一個(gè)重組基因?qū)胍赘屑?xì)胞內(nèi),表達(dá)病毒基因的反義核酸或病毒蛋白的突變體,以便有效地干擾野生型病毒的增殖。

抗HSV基因治療的策略同樣適用于抗HIV的基因治療。HIV同時(shí)具有反式和順式調(diào)節(jié)機(jī)制,HIV-1生命周期中必需的調(diào)節(jié)蛋白(Rev、Tat)和結(jié)構(gòu)蛋白(Gag、Env)都有可能作為設(shè)計(jì)細(xì)胞內(nèi)免疫的目的基因表達(dá)產(chǎn)物。目前,抗HIV基因治療的細(xì)胞內(nèi)免疫法主要包括:HIV蛋白的修飾和RNA抑制劑的應(yīng)用,前者主要有調(diào)節(jié)蛋白或結(jié)構(gòu)蛋白修飾,后者主要包括RNA誘捕、反義RNA及核酶等技術(shù)。

(一)RNA誘捕

RNA誘捕就是通過某些與病毒調(diào)節(jié)蛋白具有同源性的RNA超表達(dá),以螯合調(diào)節(jié)蛋白而抑制其調(diào)節(jié)功能,從而對(duì)病毒的復(fù)制和表達(dá)產(chǎn)生強(qiáng)有力的抑制作用。誘餌或引誘劑(decoys)方案的設(shè)計(jì)和應(yīng)用要求誘餌RNA分子處于量的優(yōu)勢(shì),即必須處于“過表達(dá)”狀態(tài)。

HIV復(fù)制與表達(dá)的調(diào)控過程涉及極為復(fù)雜的蛋白-核酸之間的相互作用,其中tatrev是HIV復(fù)制的兩個(gè)主要調(diào)節(jié)基因,其表達(dá)產(chǎn)物Tat和Rev分別與病毒RNA的轉(zhuǎn)錄激活區(qū)TAR(tatresponsive element)和Rev效應(yīng)元件(rev responsive element,RRE)結(jié)合,從而調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄(參見第11章)。因此,Tat-TAR和Rev-RRE在HIV生命周期中顯得十分重要,已成為HIV基因治療研究中的熱點(diǎn)之一。

應(yīng)用RRE和TAR誘餌抗HIV基因治療的基本思路是:在HIV感染的靶細(xì)胞內(nèi)高效表達(dá)一種與TAR或RRE相類似的短RNA,這些誘餌競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白Tat與Rev,阻止調(diào)節(jié)蛋白與病毒基因組上的相應(yīng)序列(TAR或RRE)結(jié)合,從而抑制HIV的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯。例如,將HIV-1的TAR或RRE的基因插入到攜帶polⅢ(tRNAmet)啟動(dòng)子的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體中,然后轉(zhuǎn)染人T細(xì)胞系CEM,獲得TAR和RRE超表達(dá),結(jié)果在帶有這些基因的CEM T細(xì)胞中,HIV-1的表達(dá)受到抑制。

為了提高Tat序列的誘捕效應(yīng),可構(gòu)建依賴于HIV的誘導(dǎo)性載體,該載體表達(dá)的多聚TAR(polyTAR)可與病毒TAR RNA競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合Tat蛋白,從而抑制病毒的復(fù)制。多聚TAR的表達(dá)受HIV LTR調(diào)控,活性依賴于HIV Tat蛋白的存在。隨著TAR串聯(lián)子數(shù)量的增加,病毒Tat介導(dǎo)的基因表達(dá)抑制率隨之增加,當(dāng)TAR串聯(lián)數(shù)達(dá)50時(shí),抑制率高達(dá)90%以上。

與反義RNA和核酶不同的是,RNA誘餌不受HIV變異的影響,因?yàn)門AR和RRE在不同HIV毒株中十分保守。不過,使用這些特定的誘餌RNA作為抗病毒的手段也可阻止與TAR或RRE相關(guān)的細(xì)胞因子,因此,TAR或RRE在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)有可能產(chǎn)生細(xì)胞毒效應(yīng)而影響細(xì)胞功能。為了降低可能出現(xiàn)的細(xì)胞毒性作用,可設(shè)計(jì)僅含13bp的最小化RRE誘餌,保留其與Rev結(jié)合的結(jié)構(gòu)域,抑制HIV的復(fù)制,但不能與細(xì)胞因子結(jié)合。

(二)調(diào)節(jié)蛋白修飾

HIV某些調(diào)節(jié)蛋白經(jīng)突變或修飾后,失去調(diào)節(jié)功能,但可與天然病毒蛋白競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合其目標(biāo)位點(diǎn),從而干擾病毒的正常復(fù)制,發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。HIV的調(diào)節(jié)蛋白主要是Tat、Rev,其中Tat為反式激活蛋白,能結(jié)合到病毒RNA的tat序列上,促進(jìn)細(xì)胞的RNA聚合酶Ⅱ?qū)IV前病毒的轉(zhuǎn)錄;Rev蛋白則在啟動(dòng)HIV病毒結(jié)構(gòu)蛋白和蛋白酶的合成過程中起關(guān)鍵作用。因此,可將突變修飾后的調(diào)節(jié)蛋白基因?qū)際IV感染的靶細(xì)胞中,表達(dá)相應(yīng)的顯性突變蛋白,干擾HIV感染和復(fù)制過程,使細(xì)胞免受HIV感染。

Tat蛋白突變株 通過缺失tat基因?qū)е缕渚幋a產(chǎn)物Tat蛋白無(wú)RNA結(jié)合或核定位特性,但仍保留活性結(jié)構(gòu)域,結(jié)果發(fā)現(xiàn)突變的Tat蛋白可抑制HIV的基因表達(dá)。構(gòu)建表達(dá)雙功能RNA(多聚tat和反義tat)的抗tat基因,已成功地用于螯合Tat蛋白的功能及阻斷tatmRNA的翻譯。據(jù)報(bào)道,tat突變體在原代細(xì)胞中能控制HIV-1的復(fù)制,可在體外感染HIV的正常人外周血單核細(xì)胞(PBMC)或者經(jīng)激活的HIV-1陽(yáng)性病人的PBMC中觀察到這一現(xiàn)象。

tat突變體的抗病毒作用限于低病毒載量,提示可望用于無(wú)癥狀期的HIV感染者的治療,以控制細(xì)胞內(nèi)病毒的復(fù)制而阻斷病毒的傳播。

Rev蛋白突變株 在調(diào)節(jié)蛋白中,對(duì)突變的Rev蛋白M10研究較多。運(yùn)用定點(diǎn)突變技術(shù),構(gòu)建Rev突變體Rev M10(Leu78Glu79→Asp78Leu79),改變?cè)摰鞍證末端富含亮氨酸結(jié)構(gòu)域的穩(wěn)定性,使Rev蛋白喪失其調(diào)節(jié)功能,但不影響其與Rev 效應(yīng)元件RRE的結(jié)合特性和形成多聚體的功能。野生型的Rev可形成多聚體,與RRE結(jié)合后,通過其調(diào)節(jié)區(qū)域促進(jìn)未經(jīng)剪接和經(jīng)單一剪接的病毒mRNA從核內(nèi)轉(zhuǎn)移到胞漿中,以便表達(dá)病毒包裝所需的結(jié)構(gòu)蛋白。而突變的RevM10則可與野生型Rev競(jìng)爭(zhēng)性與RRE結(jié)合,故HIV的復(fù)制和表達(dá)受到抑制。

利用Moloney鼠白血病病毒為載體,將RevM10基因?qū)氲饺薚細(xì)胞系CEM,可穩(wěn)定表達(dá)Rev M10,并能抵抗HIV-1感染;將Rev M10基因?qū)肴嗽鶷細(xì)胞,亦可促進(jìn)該細(xì)胞獲得抗HIV感染的能力。

新近報(bào)道,用構(gòu)建的反式顯性Rev突變體(transdominantRev,Rev-Td)插入逆轉(zhuǎn)錄病毒載體,分別轉(zhuǎn)染Sup T1細(xì)胞株和正常CD4T細(xì)胞,然后用不同的HIV-1病毒(包括HIV-1IHB和MN株及病人初代分離株)攻擊,結(jié)果這些細(xì)胞表達(dá)Rev突變體(包括點(diǎn)突變和讀框移位)后,HIV-1 gag mRNA的轉(zhuǎn)錄和病毒的復(fù)制均顯著降低,細(xì)胞不被病毒破壞。進(jìn)一步與反義TAR及反義Tat/ Rev轉(zhuǎn)染的Sup T1細(xì)胞株醫(yī)學(xué)三基和正常人CD4T細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較,發(fā)現(xiàn)Rev-Td能保護(hù)70%細(xì)胞免受HIV-1的感染,比反義RNA的保護(hù)作用(30%~50%)強(qiáng)。應(yīng)用RevM10突變體等對(duì)HIV感染者進(jìn)行臨床治療的計(jì)劃已在進(jìn)行,利用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體轉(zhuǎn)移抗病毒基因可用于AIDS病人的免疫重建。

(三)結(jié)構(gòu)蛋白修飾

通過結(jié)構(gòu)蛋白的修飾亦可顯著干擾HIV前病毒的復(fù)制。Gag蛋白在成熟病毒顆粒中以高度多聚化形式存在,該結(jié)構(gòu)的缺失導(dǎo)致HIV不能復(fù)制,因此,將Gag蛋白突變體基因?qū)胨拗骷?xì)胞后可獲得表達(dá)并抵抗HIV感染。

Env蛋白則是另一被修飾的靶子。例如,將HIV的gp41跨膜蛋白的第2位纈氨酸用谷氨酸取代,構(gòu)建成Env突變體,再將該突變體基因?qū)隩細(xì)胞系內(nèi),結(jié)果顯示,這些細(xì)胞系不僅可抵抗野生型HIV-1引起的細(xì)胞病變效應(yīng),而且降低了HIV前病毒的復(fù)制,其機(jī)制可能是通過干擾包膜糖蛋白多聚體與受體復(fù)合物的疏水性相互作用。又如,gp120上與CD4分子結(jié)合的序列被切除后,Env突變體將不再結(jié)合CD4分子,并可干擾野生型HIV的復(fù)制。

值得注意的是,突變蛋白的作用是抑制病毒表達(dá)或干擾病毒成熟,其發(fā)揮效應(yīng)的階段是在病毒感染整合以后,對(duì)感染早期沒有抑制效應(yīng)。由于表達(dá)的是外源性蛋白,有可能激活免疫系統(tǒng)產(chǎn)生CTL而破壞突變蛋白的表達(dá)細(xì)胞。

六、自殺基因

設(shè)計(jì)清除病毒感染細(xì)胞而非單純干擾病毒的復(fù)制和表達(dá)過程是基因治療研究的另一條重要思路,因此,導(dǎo)入自殺基因(suicide gene)以清除病毒感染細(xì)胞在基因治療中占有重要地位。其基本策略是,將自殺基因?qū)爰?xì)胞中,當(dāng)沒有病毒感染時(shí),自殺基因不表達(dá),對(duì)正常細(xì)胞無(wú)損害作用;一旦受到病毒攻擊,病毒復(fù)制表達(dá)過程中的早期蛋白成分為自殺基因的表達(dá)提供反式激活劑,從而阻斷病毒復(fù)制與表達(dá)、病毒顆粒的裝配與成熟或在細(xì)胞之間擴(kuò)散。

引起細(xì)胞自殺的基因種類較多,如某些病毒或真菌的一些酶類基因、白喉毒素基因、促進(jìn)藥物代謝和轉(zhuǎn)換的基因、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的基因等。自殺基因的導(dǎo)入可以有效地殺傷受病毒感染的細(xì)胞,但怎樣保證細(xì)胞自殺的范圍僅限于病毒感染的細(xì)胞,而對(duì)于正常細(xì)胞無(wú)不良反應(yīng)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

HIV能逃逸宿主免疫系統(tǒng)的一個(gè)重要原因在于HIV進(jìn)入CD4淋巴細(xì)胞內(nèi)增殖,當(dāng)病毒顆粒成熟釋放后,可以從宿主細(xì)胞膜上獲得保護(hù)性外膜,從而再次逃脫宿主的免疫監(jiān)視。由于宿主自身的CTL反應(yīng)不能完全清除受病毒感染的CD4淋巴細(xì)胞,而且隨著病程的發(fā)展,CTL反應(yīng)不斷減弱。因此,可利用自殺分子殺傷受病毒感染的淋巴細(xì)胞,使細(xì)胞內(nèi)未成熟的病毒顆粒失去宿主細(xì)胞膜的保護(hù),從而易于被機(jī)體及時(shí)清除。最常用的自殺基因有單純皰疹病毒(HSV)脫氧胸苷激酶(thymidinekinase,TK)基因和細(xì)菌毒素如白喉毒素基因。

脫氧胸苷激酶基因  HSV-tk基因與前體藥物丙氧鳥苷(ganciclovir,GCV)聯(lián)合是目前應(yīng)用最廣的自殺基因系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn),將單純皰疹病毒脫氧胸苷激酶基因(HSV-tk)與潮霉素(hygromycin)抗性基因重組后,經(jīng)載體導(dǎo)入HIV-1特異的CD8T細(xì)胞,在體外擴(kuò)增后再回輸?shù)交颊唧w內(nèi)。HSV-tk基因所編碼的TK酶可使無(wú)毒性的GCV磷酸化成核苷類似物GCV-P,后者在細(xì)胞酶作用下轉(zhuǎn)變成GCV-PP和GCV-PPP,GCV-PPP是毒性極強(qiáng)的三磷酸核苷類似物,它作為底物摻入到新合成的DNA鏈中,使DNA斷裂且抑制DNA聚合酶活性,從而阻斷DNA合成,導(dǎo)致分裂期的受病毒感染細(xì)胞死亡,達(dá)到治療HIV-1感染的目的。當(dāng)輸入攜帶該融合基因的CTL后,一旦出現(xiàn)毒性副作用,即可給予GCV,殺死輸入的細(xì)胞,以保證安全。

可誘導(dǎo)性逆轉(zhuǎn)錄病毒載體的應(yīng)用,為“自殺基因”準(zhǔn)確殺傷HIV感染靶細(xì)胞創(chuàng)造了條件。將可受Tat誘導(dǎo)的TK表達(dá)系統(tǒng)經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄病毒載體導(dǎo)入CD4T淋巴細(xì)胞,tk基因可在受HIV感染的細(xì)胞中獲得高水平表達(dá),在TK底物存在的情況下,可導(dǎo)致HIV感染細(xì)胞死亡和增殖抑制,阻止病毒在細(xì)胞間的傳播。運(yùn)用腺病毒載體構(gòu)建相似的HSV-tk基因表達(dá)載體,用該重組載體轉(zhuǎn)染有Tat表達(dá)的T細(xì)胞和Hela細(xì)胞系,當(dāng)再給予GCV時(shí)可使這些細(xì)胞死亡。

HSV-tk/GCV系統(tǒng)不僅能殺滅表達(dá)HSV-TK的病毒感染細(xì)胞,也能誘導(dǎo)相鄰的不表達(dá)tk基因的細(xì)胞死亡,這一現(xiàn)象稱為“旁觀者效應(yīng)”(bystander effect),從而擴(kuò)大了自殺基因的殺傷作用,同時(shí)增強(qiáng)了轉(zhuǎn)染效率。“旁觀者效應(yīng)”的產(chǎn)生機(jī)制可能是,轉(zhuǎn)染自殺基因的細(xì)胞產(chǎn)生殺傷性物質(zhì),通過細(xì)胞間隙連接(gapjunction)傳遞到臨近細(xì)胞,引起死亡。亦可能與細(xì)胞凋亡有關(guān)。

白喉毒素基因  自殺基因還包括編碼細(xì)胞毒素的基因,當(dāng)該基因表達(dá)時(shí)細(xì)胞即被殺死,應(yīng)用白喉毒素能實(shí)現(xiàn)該目的。白喉毒素由A、B兩個(gè)亞基組成,A鏈?zhǔn)嵌舅氐亩拘圆课,可?dǎo)致細(xì)胞因蛋白質(zhì)合成障礙而死亡;B鏈?zhǔn)嵌舅氐慕Y(jié)合部位,與細(xì)胞表面受體特異性結(jié)合。

通過構(gòu)建編碼白喉毒素A鏈基因的載體,用HIV的LTR控制基因的表達(dá),同時(shí)表達(dá)結(jié)構(gòu)中含有TAR序列及一段負(fù)調(diào)控序列,使A鏈基因的表達(dá)依賴于Tat和Rev雙重蛋白的作用。體外實(shí)驗(yàn)證明,HIV敏感的TH9細(xì)胞系受該載體轉(zhuǎn)染后,對(duì)HIV毒株感染的保護(hù)力可持續(xù)59d,受感染的細(xì)胞群體產(chǎn)生病毒的能力大大下降,甚至用PCR方法也檢測(cè)不到病毒的存在,說明保護(hù)力是完全的。這是由于在病毒感染早期產(chǎn)生的Tat和Rev的作用,激活并表達(dá)白喉毒素,將受感染細(xì)胞殺死,因而不能產(chǎn)生足夠的病毒傳播至其它細(xì)胞?梢姡(xì)胞毒素基因治療是一種很有前途的抗HIV基因治療方法。

依賴于Tat和Rev雙重蛋白的白喉毒素基因載體有二大優(yōu)點(diǎn):第一,毒素的表達(dá)是Tat和Rev雙重依賴性的,在HIV感染的細(xì)胞中轉(zhuǎn)染該載體能造成HIV復(fù)制的實(shí)質(zhì)性抑制;第二,白喉毒素A基因表達(dá)的基礎(chǔ)水平顯著下降,降低了對(duì)正常細(xì)胞的毒性作用,提高了治療的安全性。

第五節(jié)  抗病毒藥物

抗病毒藥物治療是抗病毒治療中的一個(gè)重要組成部分。由于病毒必須侵入宿主細(xì)胞內(nèi)復(fù)制才顯示其生命活性和致病性,因此,設(shè)計(jì)抗病毒藥物或制劑的策略可分別從病毒感染細(xì)胞的吸附與穿入、脫殼、生物合成、裝配與釋放等不同環(huán)節(jié)篩選不同藥物。目前,抗病毒藥物主要包括化療藥物和干擾素,其中化療藥物可分為核苷類似物和非核苷類似物等。

一、核苷類藥物

    核苷類化合物是最早用于臨床的抗病毒藥物,其作用機(jī)制主要有:

阻止病毒核酸鏈的延伸  DNA病毒與RNA病毒的復(fù)制均需要依賴宿主細(xì)胞提供核苷作為病毒DNA或RNA合成的原料。病毒能夠利用自身的核糖核酸還原酶,將細(xì)胞內(nèi)RNA水解,再利用自身胸腺嘧啶核苷激酶將胸腺嘧啶核苷轉(zhuǎn)化為單磷酸胸腺嘧啶核苷,在細(xì)胞激酶作用下將單磷酸核苷轉(zhuǎn)化為二磷酸和三磷酸核苷而被病毒利用。核苷類似物抗病毒藥物可作為病毒復(fù)制的原料,在病毒特異的胸腺核苷激酶或類似酶的催化下,轉(zhuǎn)化為磷酸化的核苷類似物而摻入合成的病毒DNA或RNA鏈中。由于核苷類似物缺少3'羥基,或因其它修飾而不能使正在合成的病毒核酸鏈繼續(xù)延伸,阻斷病毒核酸的復(fù)制,故這些核苷類藥物被稱為“鏈終止劑”(chainterminitor)。

抑制病毒DNA或RNA聚合酶  許多核苷類似物抗病毒藥物與細(xì)胞內(nèi)三磷酸脫氧核苷或三磷酸核苷競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合病毒DNA或RNA聚合酶,干擾病毒聚合酶與病毒復(fù)制模板和引物的結(jié)合,進(jìn)而抑制病毒聚合酶的活性。

抑制病毒逆轉(zhuǎn)錄酶  某些核苷類似物可直接與病毒逆轉(zhuǎn)錄酶結(jié)合,抑制其活性。

核苷類似物抗病毒藥物主要用于皰疹病毒和逆轉(zhuǎn)錄病毒感染的治療,某些藥物也用于治療HBV和HCV感染。該類藥物的代表是齊多夫定(ZDV),是1987年獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)的第一個(gè)治療AIDS的藥物。目前用于臨床的有:雙脫氧肌苷(ddI)、雙脫氧胞苷(ddC)、司他夫定(D4T)和拉米夫定(lamivudine,3TC)等。其中,拉米夫定亦用于乙型肝炎和丙型肝炎的治療。另外,丙氧鳥苷(ganciclovir)可用于巨細(xì)胞病毒和皰疹病毒感染,無(wú)環(huán)鳥苷(acyclovir)和碘尿苷(IDU)用于皰疹病毒感染。利巴韋林(ribavarin,商品名病毒唑)可抑制多種RNA和DNA病毒復(fù)制。

二、非核苷類藥物

非核苷類似物抗病毒藥物是一類非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,共同特性是不需要經(jīng)過磷酸化,作用靶點(diǎn)是逆轉(zhuǎn)錄過程。例如,通過與HIV-1的逆轉(zhuǎn)錄酶的活性中心或附近部位結(jié)合而抑制逆轉(zhuǎn)錄酶的活性。該類藥物能夠高度專一性地抑制HIV-1的逆轉(zhuǎn)錄酶,對(duì)HIV-2及其他逆轉(zhuǎn)錄病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶抑制作用很低或無(wú)作用,主要有奈韋拉平(nevirapine)、得拉維拉定(delavivadine)、雙吡啶氮(TIBO)、吡啶酮(pyridones)等。非核苷類似物與核苷類似物聯(lián)用對(duì)HIV-1復(fù)制的抑制有協(xié)同作用。

三、病毒蛋白酶抑制劑

蛋白酶抑制劑,又稱肽類似物抑制劑,主要模擬多蛋白水解部位的構(gòu)型,在感染細(xì)胞內(nèi)與多蛋白競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合蛋白酶,從而抑制蛋白酶的活性。蛋白酶抑制劑主要作用于病毒感染晚期,抑制病毒顆粒的成熟,使細(xì)胞只能產(chǎn)生非感染性病毒顆粒,因此可阻斷病毒傳播。

1996年美國(guó)FDA批準(zhǔn)了3個(gè)蛋白酶抑制劑:利多那韋(ritonavir)、沙喹那韋(saquinavir)和印地那韋(indinavir)。這些藥物可減少病毒載量,增加CD4細(xì)胞計(jì)數(shù),主要用于HIV晚期感染者,單藥療效不佳,常與核苷類似物聯(lián)用。目前已研制出第二代蛋白酶抑制劑如ABT-378、amprenavir、sc521、sc51和CGP61755、KNI-272等。

四、干擾素

種類  干擾素(interferon,IFN)是目前最常用的抗病毒藥物之一,其抑制病毒復(fù)制具有廣譜性、間接性、種屬特異性及受體依賴性。IFN主要包括α、β和γ3種。IFN-α和IFN-β為Ⅰ型,IFN-γ為Ⅱ型。三種IFN的細(xì)胞來源、誘生物、分子結(jié)構(gòu)、抗原性和生物活性各不相同。IFN-α主要由腫瘤細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞或巨噬細(xì)胞產(chǎn)生,有耐酸和不耐酸二種。IFN-β主要由病毒核酸或其它外源性核酸刺激纖維母細(xì)胞、上皮細(xì)胞或巨噬細(xì)胞產(chǎn)生。IFN-γ由抗原特異性T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生。目前三種IFN的基因已被克隆和表達(dá),臨床應(yīng)用的IFN多為基因工程產(chǎn)物。

抗病毒作用機(jī)制  IFN誘生劑作用于細(xì)胞,使IFN基因活化,轉(zhuǎn)錄表達(dá)IFN蛋白。表達(dá)的IFN分泌到細(xì)胞外,與其它細(xì)胞或自身細(xì)胞上的IFN受體系統(tǒng)結(jié)合后,發(fā)生配體受體復(fù)合物的內(nèi)在化和降解,激活未受感染靶細(xì)胞的抗病毒蛋白基因,表達(dá)各種抗病毒蛋白,使宿主細(xì)胞進(jìn)入抗病毒免疫狀態(tài)而免受病毒感染。與IFN抗病毒有關(guān)的蛋白質(zhì)主要有依賴RNA蛋白激酶(RNA-dependent protein kinase,PKR)、2'-5′腺嘌呤核苷合成酶(2′-5′-AS)、磷酸二酯酶、Mx蛋白、MHC抗原、β-微球蛋白和腫瘤壞死因子受體等。其中,前四種介導(dǎo)的抗病毒作用尤為重要。

1.依賴RNA蛋白激酶  又稱eIF-2蛋白激酶,IFN和病毒雙鏈RNA協(xié)同活化細(xì)胞內(nèi)依賴RNA蛋白激酶。活化的蛋白激酶使細(xì)胞eIF-2的α亞單位磷酸化,干擾病毒蛋白質(zhì)的起始翻譯。

2.2′-5′AS  IFN誘導(dǎo)2′-5′AS基因表達(dá),病毒雙鏈RNA使2′-5′AS活化;罨2′-5′AS將細(xì)胞內(nèi)ATP轉(zhuǎn)化為許多寡腺苷酸,后者再激活細(xì)胞核酸內(nèi)切酶,使病毒mRNA降解。

3.磷酸二酯酶  能降解2′-5′A為ATP和AMP,同時(shí)也水解細(xì)胞內(nèi)tRNA末端的pCpCpA序列,從而抑制蛋白質(zhì)的翻譯。

4. Mx蛋白  是由IFN-α和IFN-β誘導(dǎo)產(chǎn)生的75kDa蛋白,體外研究證實(shí)Mx蛋白能抑制流感病毒和水皰口腔炎病毒在細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)錄。

除抑制病毒蛋白質(zhì)合成外,IFN對(duì)病毒感染的幾乎所有過程均有抑制作用,包括病毒的吸附、穿入、脫殼、復(fù)制、表達(dá)、裝配及釋放等。此外,IFN通過誘導(dǎo)細(xì)胞MHC抗原表達(dá),增強(qiáng)宿主免疫反應(yīng)等方式間接抗病毒感染。

應(yīng)用 IFN主要用于治療HBV、HCV、HIV和皰疹病毒感染,其中IFN-α是目前唯一證實(shí)有效的慢性乙型病毒性肝炎的免疫治療藥物。治療初期,IFN主要通過誘導(dǎo)表達(dá)的抗病毒蛋白抑制病毒感染。用藥8~12周,患者常有轉(zhuǎn)氨酶的暫時(shí)升高,但血清病毒復(fù)制指標(biāo)的滴度下降,與IFN調(diào)節(jié)宿主免疫反應(yīng)引起的抗病毒作用有關(guān)。應(yīng)用IFN治療HBV和HCV感染的臨床指征是:血清HBeAg、HBV-DNA和HCV-RNA中有一項(xiàng)陽(yáng)性,或肝組織中HBcAg、HCV-RNA和HCV抗原中有一項(xiàng)陽(yáng)性,患者處于肝功能代償期時(shí),均可應(yīng)用IFN治療。

第六節(jié)  免疫調(diào)節(jié)劑與免疫治療

隨著免疫學(xué)的進(jìn)展,免疫調(diào)節(jié)劑及過繼免疫治療已被應(yīng)用于病毒感染性疾病的治療,目的是試圖提高宿主免疫功能,增強(qiáng)抗病毒能力,改善病情,清除或抑制病毒。在臨床上使用較多的免疫調(diào)節(jié)劑有短棒菌苗、左旋咪唑轉(zhuǎn)移因子、特異性免疫核糖核酸、真菌多糖、胸腺素、細(xì)胞因子等。

一、胸腺素

胸腺素(thymosin)是胸腺上皮細(xì)胞合成的多肽激素。目前臨床應(yīng)用的有胸腺素F5(TF5)和胸腺素α1(Tα1),后者的生物學(xué)活性較前者高10~1000倍。胸腺素?zé)o種屬特異性,其主要免疫作用有:連續(xù)誘導(dǎo)T細(xì)胞不同亞群的成熟和分化,調(diào)整B細(xì)胞功能;調(diào)節(jié)免疫平衡作用;增強(qiáng)成熟T細(xì)胞、NK細(xì)胞對(duì)抗原的刺激反應(yīng),產(chǎn)生白細(xì)胞介素2、IFN等細(xì)胞因子。

作為一種生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑,Tα1可明顯提高機(jī)體的免疫功能,近年已廣泛作為免疫增強(qiáng)劑,用于臨床治療各種免疫缺陷病、自身免疫病、腫瘤及病毒感染性疾病。

近年來,國(guó)內(nèi)外用胸腺素治療慢性病毒性肝炎取得一定效果。鑒于單用IFN治療慢性HBV、HCV感染收效甚微,用Tα1與IFN聯(lián)合治療慢性病毒感染具有能使患者獲得更有效的組織學(xué)改善、病毒載量下降明顯、副作用較少等優(yōu)點(diǎn)。

二、細(xì)胞因子

許多細(xì)胞因子參與機(jī)體抗病毒免疫機(jī)制,其中最重要的是IL-2、IL-12 、IFN-α和GM-CSF。

白細(xì)胞介素(ILs)

1.IL-2  為人體最重要、作用最強(qiáng)的T細(xì)胞生長(zhǎng)因子,能提高T細(xì)胞數(shù)量和活性以增強(qiáng)宿主的免疫功能,同時(shí)誘導(dǎo)增強(qiáng)NK細(xì)胞、LAK細(xì)胞和CTL效應(yīng),促進(jìn)細(xì)胞增殖分化和多種細(xì)胞因子的表達(dá)。IL-2的抗病毒效應(yīng)是由IFN-γ介導(dǎo)的,即通過對(duì)NK細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞及T細(xì)胞的激活與趨化作用,誘導(dǎo)這些細(xì)胞釋放IFN-γ等細(xì)胞因子,起到抗病毒作用。

研究發(fā)現(xiàn),用IL-2每周2次肌注治療慢性乙型肝炎,12周后,57%患者HBVDNA載量降低50%以上,但對(duì)HBeAg消除不滿意。慢性丙型肝炎對(duì)IL-2的治療應(yīng)答反應(yīng)優(yōu)于乙型肝炎,初步結(jié)果顯示,部分病例ALT恢復(fù)正常,血清HCV RNA轉(zhuǎn)陰。

2.IL-12  是由巨噬細(xì)胞等抗原提呈細(xì)胞產(chǎn)生的一種異源二聚體細(xì)胞因子,主要生物學(xué)活性有:增強(qiáng)NK/LAK細(xì)胞的溶細(xì)胞活性;促進(jìn)特異性CTL細(xì)胞應(yīng)答;促進(jìn)活化的T細(xì)胞、NK細(xì)胞增殖;誘導(dǎo)靜止及活化的T細(xì)胞及NK細(xì)胞、單核細(xì)胞分泌IFN-γ,發(fā)揮抗感染、抗腫瘤作用;尤其是具有調(diào)節(jié)Th1/Th2細(xì)胞之間的平衡。IL-12不僅對(duì)細(xì)胞免疫發(fā)揮作用,而且直接影響體液免疫,有顯著的免疫保護(hù)作用。

IL-12可通過增強(qiáng)病毒感染后的特異性和非特異性免疫應(yīng)答而發(fā)揮抗病毒作用,對(duì)于多種類型病毒的復(fù)制和表達(dá)都具有抑制作用。受IL-12刺激的NK細(xì)胞和CTL細(xì)胞清除受病毒感染細(xì)胞的第一步是識(shí)別,這涉及MHC限制性的識(shí)別過程,而IL-12可以增強(qiáng)受感染細(xì)胞中MHCⅠ、Ⅱ類抗原的表達(dá)。體外IL-12的抗病毒活性能被抗IFN-γ的單克隆抗體中和,但不能被抗IL-12單克隆抗體所拮抗,說明IL-12的抗病毒作用很大程度上依賴于IFN-γ的誘生。IL-12對(duì)HSV、HIV、肝炎病毒感染有良好的治療作用,國(guó)外用IL-12治療AIDS、慢性丙型病毒性肝炎已進(jìn)入臨床Ⅰ/Ⅱ期階段。

腫瘤壞死因子(TNF)  是一種具有廣泛生物學(xué)活性的細(xì)胞因子,主要由單核-巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞產(chǎn)生,前者產(chǎn)生TNF-α,后者產(chǎn)生TNF-β。此外,B細(xì)胞、NK細(xì)胞等受刺激也能表達(dá)TNF-α或TNF-β,許多病毒能誘導(dǎo)宿主細(xì)胞產(chǎn)生TNF。研究表明,TNF能激活NK細(xì)胞,增強(qiáng)CTL識(shí)別受病毒感染細(xì)胞的能力及調(diào)節(jié)MHC分子表達(dá),有選擇性地破壞受感染細(xì)胞,從轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上有效地抑制病毒在細(xì)胞中的復(fù)制。值得注意的是,近年研究發(fā)現(xiàn)TNF能增加某些逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制。因此,TNF的作用復(fù)雜,具多樣性。

粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞-集落刺激因子(GM-CSF)  GM-CSF來源于激活的T細(xì)胞、單核-巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞等,能促進(jìn)造血細(xì)胞的增殖成熟,增強(qiáng)依賴抗體的細(xì)胞毒活性、細(xì)胞表面受體抗原表達(dá),并刺激細(xì)胞因子的分泌,尤其是IFN-α等抗病毒細(xì)胞因子的釋放。

GM-CSF在乙型肝炎的治療和預(yù)防中具有十分重要的作用。應(yīng)用IFN治療出現(xiàn)白細(xì)胞數(shù)減少的慢性乙型肝炎患者,改用GM-CSF和IFN聯(lián)合療法,結(jié)果使HBVDNA水平顯著降低,甚至轉(zhuǎn)陰,轉(zhuǎn)氨酶和組織學(xué)活性指數(shù)也顯著降低。國(guó)內(nèi)外臨床研究表明,GM-CSF可抑制HBV DNA水平,增強(qiáng)機(jī)體抗HBV能力,與IFN聯(lián)用可更有效地清除HBV。

三、免疫治療

    (一)以疫苗為基礎(chǔ)的免疫治療

多肽疫苗法  是指接種由明確抗原組成的最小結(jié)構(gòu),激發(fā)有效的特異性免疫應(yīng)答,并避免可能的危害作用。研究發(fā)現(xiàn),HLA-A2陽(yáng)性者HBcAg特異性CTL最佳識(shí)別位點(diǎn)在HBcAg18~27aa,因此提出用該肽作為合成肽疫苗進(jìn)行免疫治療以終止病毒感染的設(shè)想。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,合成肽結(jié)合某些佐劑或脂質(zhì)體,能有效地誘導(dǎo)出CTL反應(yīng)。在正常人體內(nèi)進(jìn)行治療性HBV疫苗的Ⅰ期臨床試驗(yàn),獲得了該疫苗的有效劑量值范圍,同時(shí)觀察到注射4次后誘導(dǎo)的CTL反應(yīng)持續(xù)超過9個(gè)月,并證實(shí)Th細(xì)胞活性在其中的重要作用。新近研究認(rèn)為有必要聯(lián)合非特異誘導(dǎo)劑如IL-12、IFN-γ,以調(diào)節(jié)Th1/Th2型細(xì)胞的平衡,可在CTL水平打破其免疫耐受狀態(tài)。

核酸疫苗法  即直接注射DNA或RNA,這是一種簡(jiǎn)單而有效的治療方法,原理是利用病毒不同的結(jié)構(gòu)基因產(chǎn)物可誘發(fā)強(qiáng)烈的細(xì)胞免疫和體液免疫應(yīng)答,同時(shí)誘導(dǎo)多個(gè)表位的CTL反應(yīng),可能對(duì)治療某些因基因突變而產(chǎn)生免疫逃避的病毒感染性疾病起重要作用(參見第13章)。

重組蛋白顆粒法  可溶性蛋白抗原免疫通常誘發(fā)CD4細(xì)胞而非CD8T細(xì)胞反應(yīng)。研究證實(shí),通過不同途徑注射重組裸S抗原顆粒,可在Balb/c小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)出MHCⅠ類分子限制性S蛋白特異性CD8CTL應(yīng)答。S抗原顆粒需要經(jīng)過一種新型的內(nèi)體加工途徑才能發(fā)揮作用。在外源性蛋白抗原加工過程中,樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及外源性β2微球蛋白起重要作用。

(二)以抗原遞呈為基礎(chǔ)的免疫治療

抗原提呈細(xì)胞(APC)是宿主免疫應(yīng)答的首要環(huán)節(jié),能否進(jìn)行有效的抗原遞呈直接關(guān)系到免疫激活或免疫耐受的誘導(dǎo)。而樹突狀細(xì)胞(DC)是目前發(fā)現(xiàn)的功能最強(qiáng)的APC,也是唯一能激活初始型T細(xì)胞的APC,在免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)中具有獨(dú)特地位,成熟后高表達(dá)MHCⅠ、Ⅱ類分子,同時(shí)提供充分的協(xié)同刺激信號(hào),在與T細(xì)胞結(jié)合后強(qiáng)烈激活T細(xì)胞,分泌高水平IL-2,主導(dǎo)Th1型應(yīng)答。DC用于腫瘤免疫治療,能顯著誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生抗原特異性CTL。利用DC作為免疫佐劑,刺激宿主產(chǎn)生大量的特異性CTL,可為抗病毒治療開辟新的途徑。

DC用于病毒的免疫治療主要是通過體外用病毒抗原攻擊致敏DC,再回輸體內(nèi),誘導(dǎo)出病毒抗原特異性的CTL,殺傷病毒感染的細(xì)胞。用抗原致敏DC的方法有:通過病毒抗原多肽或蛋白直接沖擊DC;用滅活的病毒疫苗共同孵育或活病毒感染;用陽(yáng)離子脂質(zhì)體攜帶病毒蛋白或合成的雙鏈RNA沖擊等。有學(xué)者用HBV轉(zhuǎn)基因小鼠的免疫耐受模型進(jìn)行了DC打破HBsAg耐受性的研究,用含HBsAgDNA疫苗只能在一部分小鼠刺激抗體反應(yīng),但無(wú)特異性CTL反應(yīng)出現(xiàn);而用IL-4、GM-CSF活化骨髓來源的DC在所有小鼠均能刺激脾細(xì)胞CTL反應(yīng),并且活化的轉(zhuǎn)基因DC不需在體外用HBsAg沖擊,就能將S抗原內(nèi)在化并提呈于CTL前體細(xì)胞,提示用細(xì)胞因子活化的DC進(jìn)行抗原遞呈能夠打破免疫耐受狀態(tài),引發(fā)抗病毒CTL反應(yīng)。

  

(王傳恩  中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院)

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