世上第2例艾滋治愈案例确认 干细胞移植再立功(组图)

2020 年 3 月 10 日,Ravindra K. Gupta 团队在 Lancet HIV 发表题为 Evidence for HIV-1 cure after CCR5Δ32/Δ32 allogeneic haemopoietic stem-cell transplantation 30 months post analytical treatment interruption: a case report 的研究 [2] ,跟进了去年那位神奇的「伦敦病人」治疗最新进展。

在这项最新研究中,作者对患者病情改善的评估从「长期缓解」改为了「治愈」,并确认 「伦敦病人」是世界上第 2 例被治愈的艾滋病患者。

图源:Lancet HIV

「柏林病人」不再孤单

1995 年,一位名叫蒂莫西・雷・布朗(Timothy Ray Brown)的男性被确诊患上艾滋病。艰难求生十一年后,可怜的布朗再被确诊为急性骨髓性白血病(Acute myeloid leukemia,AML),死神的镰刀终于挥向了这位苟延残喘的艾滋病病人。

在街头微笑的乐观的 Timothy

但布朗和他的医生并没束手就擒,来自柏林的医生 Gero Hütter 决定进行一次大胆的治疗,他从 60 名骨髓捐赠者中挑选出一名特殊的捐赠者,这名捐赠者携带 CCR5-Δ32 突变。

CCR5 此前被现北京大学邓宏魁教授证明是 HIV 病毒侵入 Τ 细胞的主要受体。有 1% 的欧洲人天生携带 CCR5-Δ32 的突变。后来的研究发现,这种突变让他们先天对 CCR5 (R5) 嗜性 HIV 病毒免疫。

邓宏魁教授此前相关论文,图源:Nature

布朗的骨髓移植手术非常成功,他的白血病也随即痊愈。更令人惊讶的是,他体内的 ΗΙV 病毒下降到了检测不到的水平,也无需再服用抗逆转录病毒(ART)来抑制 ΗΙV 病毒,布朗也存活至今。

在 2019 年 3 月 8 号以前,布朗被认为是世界上第一位也是唯一一位被治愈的艾滋病患者,也因此被称为「柏林病人」。

去年 3 月 8 号,剑桥大学的 Ravindra K. Gupta 教授带领团队在 Nature 发表了题为

HIV-1 remission following CCR5Δ32/Δ32 haematopoietic stem-cell transplantation

的论文 [1] ,让孤独的柏林患者有了陪伴。

图源:Nature

文章报道英国伦敦一位同时患有霍奇金淋巴瘤和艾滋病的病人在接受来源于 CCR5-Δ32 捐赠者的造血干细胞移植后的 16 个月内,不仅霍奇金淋巴瘤康复了,患者血液内也没有再发现艾滋病病毒。

随后该患者进行了停止服用 ΑRT 药物 18 个月,在论文投稿前血液内也没有发现艾滋病病毒。研究人员认为这位「伦敦病人」的艾滋病得到了「长期缓解」,他很有可能成为艾滋病被治愈的第二例患者。

时隔一年,「伦敦病人」最终被确认为世界上第 2 例被治愈的艾滋病患者。

「伦敦病人」用 30 个月重现奇迹

图源:Lancet HIV

在此前 Nature 的文章中,研究人员只报道了停止服用 ART 药物后 18 个月血浆中的 HIV 病毒载量。本次文章跟进报道了 19 年 3 月到 20 年 3 月之间的进展,将时间延长到了 30 个月。

在新增的 12 个月期间,血浆中 HIV 病毒载量依旧低于检测限而无法被检测到。移植造血干细胞形成的嵌合现象依然可以达到 99% 的比例;患者的 CD4 细胞数也恢复到正常水平。

患者在这期间体内依旧出现了和 Nature 报道中一样的第四型人类疱疹病毒(Epstein–Barr virus,EBV) 和巨细胞病毒(Cytomegalovirus,CMV),但 CMV 病毒载量在移植 18 月后降低。

患者在这期间没有服用免疫抑制药物,并没有出现移植物抗宿主反应(graft versus host disease)。微滴数字 PCR(Droplet Digital PCR)显示 CD4 T 细胞中无法检出 HIV1 前病毒的长末端重复序列(HIV-1 LTR),但在记忆 T 细胞中检测到少量的 HIV-1 LTR。

在 Nature 研究中检测血浆的基础上,研究人员在此次研究中特意检测了多个 HIV 潜伏库中是否存在 HIV 病毒。精液、脑脊液和穿刺组织活检中 HIV 病毒载量都低于检测限,呈现阴性。

淋巴结中检出少量 HIV 膜糖蛋白基因(env)、LRT 和结构蛋白基因(gag),但没有检测到的 DNA 整合酶,证明 HIV 基因组含量低且不完整。RT-PCR 也显示出相似的结果,同时证明了 HIV 包装信号 ψ 的缺失。这意味着这些少量的 HIV 基因不足以导致 HIV 复发。

图源:Lancet HIV

研究人员随后检测了患者体内 CD4 和 CD8 T 细胞对 HIV gag, EBV 和 CMV 的特异性免疫反应。发现患者的 T 细胞只对 EBV 和 CMV 产生免疫应答,而对 HIV gag 无响应。

图源:Lancet HIV

进一步研究发现,尽管患者体内依旧存在一定量的 HIV 抗体,但这些抗体亲和力出现了明显的下降,这些证据一起证明了该患者的艾滋病已经获得临床治愈。

图源:Lancet HIV

研究人员使用数学模型对患者缓和的概率进行模拟,认为在 90% 嵌合的情况下实现「长期缓解」的概率高于 99%。而目前该患者嵌合率长时间稳定在 99%,作者根据此前「柏林病人」的治疗史认为,「伦敦病人」的艾滋病已经被治愈。

该论文再次证明了利用 CCR5 突变的造血干细胞移植治疗艾滋病的可能,也为今后相关疗法的临床实施提供了经验和指引。

更重要的是,在 HIV 疫苗和药物研究屡败屡战的今天,「柏林病人」的奇迹被「伦敦病人」重现,给了全世界 3800 万艾滋病患者带来新的希望。

CCR5 的故事仍在继续

由于艾滋病目前暂时没有有效治愈方法,人们对艾滋病的看法已经到了谈「艾」色变的地步。每次关于艾滋病的进展都能在学术界内外引发热烈的讨论,近几年来关于 CCR5 的故事更是跌宕起伏。

在「伦敦病人」被报道之前,南方科技大学的贺建奎教授就使用了如日中天的 CRISPR 技术对艾滋病患者的胎儿进行了基因编辑。

他敲除了婴儿体内 CCR5 以让婴儿获得类似于「柏林病人」和 CCR5-Δ32 突变携带者一样的艾滋病免疫。可他冒进的行为因为伦理学争议和伪造实验伦理审批手续引发了世界科学界的震荡以及所有科学家的声讨。 去年, 贺建奎 因此被判入狱三年。

图源:Nature Medicine

在贺建奎事件和「伦敦病人」公布之后,学界对 CCR5-Δ32 突变的安全性展开了研究。

来自加州大学伯克利分校的 Rasmus Nielsen 和 Xinzhu Wei 在 Nature Medicine 发表了题为 CCR5-∆32 is deleterious in the homozygous state in humans 的论文 [3] ,报道 CCR5-∆32 纯合子会导致 21% 的全因死亡率的增加。该论文引发热议后,因为数据和其他研究冲突且分析方法有误最终被撤稿。

图源:Nature Medicine

戏剧性的是,几月后包括该文原作者在内的研究人员在重新分析数据后再次在 Nature Medicine 发表了题为 No statistical evidence for an effect of CCR5-∆32 on lifespan in the UK Biobank cohort 的文章 [4] ,声明没有证据表明 CCR5-∆32 突变会影响携带者的寿命,为相关研究扫清了部分障碍。

图源:NEJM

除了使用 CCR5-∆32 突变携带者的造血干细胞,CCR5 的发现者,北京大学邓宏魁教授的研究组、解放军总医院第五医学中心陈虎研究组及首都医科大学附属北京佑安医院吴昊研究组合作,在 ΝΕJM 发表了题为 CRISPR-Edited Stem Cells in a Patient with HIV and Acute Lymphocytic Leukemia [5] 的研究,报道了使用 CRISPR 技术编辑造血干细胞中的 CCR5 后进行移植以规避伦理学和安全问题的方法,该方法有望将「柏林病人」和「伦敦病人」量产,帮助更多的艾滋病患者。尽管研究中的编辑效率不高,但该技术的安全性和潜力已经在研究中得到证实。

本次「伦敦病人」被治愈也进一步证明,邓宏魁教授和不幸病逝的陈虎教授选择的道路是正确的。 (责任编辑:Ivan、dxylc)

题图来源:图虫创意


相关报道:捷报!又一名HIV感染者被治愈,干细胞移植再次立功

这是目前第二例感染HIV病毒后被治愈的病例。这份病例报告刚刚发布在《柳叶刀·艾滋病病毒》(Lancet HIV)上。这名来自伦敦的病人之前接受了干细胞移植手术;对该患者的长期随访表明,在停止抗HIV治疗30个月后:

· 其体内没有检测到有活性的HIV病毒;

· CD4细胞计数正常;

· 人体组织样本中,仍有HIV-1整合进去的DNA残留物。这些HIV病毒逆转录后留下的残留物,不太可能再复制出病毒。

· 患者99%的免疫细胞来源于捐赠者的干细胞,说明干细胞移植是成功的。

病例报告发表在《柳叶刀·艾滋病病毒》

怎么治的?

这次的治疗方法,与第一例被治愈的HIV感染者“柏林病人”所接受的类似。他们都接受了干细胞移植手术,干细胞来自携带抗HIV基因(CCR5-Δ32/Δ32)的捐献者。

理想情况下,移植的干细胞会在患者体内产生新的细胞,将患者的免疫细胞替换成捐献者的,从而使病毒无法在患者体内复制。2011年,在治疗3.5年后,“柏林病人”被报道为第一例HIV治愈者。

柏林病人Timothy Brown(右)和他的医生Gero Hϋtter(左)| Photo by Robert Hood / Fred Hutch News Service

不过,这次的“伦敦病人”的治疗方案比“柏林病人”更简单一些。柏林病人经历了两轮干细胞移植,另外还进行了全身放疗以及一个化疗方案,后两者可以用来杀灭一切残存的HIV病毒。

而这次的“伦敦病人”,则经历了一次干细胞移植及一个低剂量化疗方案,没有进行全身放疗。

2019年,研究者曾报道了“伦敦病人”的状况,表明其HIV感染情况有所缓解。这一次,在“伦敦病人”停止抗逆转录治疗29个月时,在检测多种样本后,研究人员认为,这位“伦敦病人”已经被治愈了。

治疗结果如何?

研究人员采集了患者的脑脊液、肠组织或淋巴组织,进行了非常敏感的病毒载量检测、CD4细胞计数检测,并评估了捐献者免疫细胞替换患者免疫细胞的程度;另外,停抗HIV药30个月时则对病人进行了血液病毒载量检测。

检测结果显示,无论是停止抗逆转录治疗29个月时的患者脑脊液、 精液、肠组织、淋巴组织样本,还是30个月时的血液样本,都没有检测到活病毒感染。

同时,患者CD4细胞计数正常。HIV通过与人体细胞的CD4受体结合,进入CD4细胞从而造成破坏。CD4细胞数量是HIV感染程度的重要指标;其计数正常,表明移植过程使这类细胞有了良好的恢复——移植的抗HIV干细胞产生了新的CD4细胞,取代了患者体内原本的CD4细胞。

此外,患者99%的免疫细胞来源于捐赠者的干细胞,这也表明干细胞移植是成功的。不过,在某些组织(比如淋巴结)中,细胞比例是无法测量的,因而无法准确测量患者身体各个部位中来自供体干细胞的细胞比例。研究者使用模型分析,预测了两种情况下的治愈概率——如果患者身上的细胞80%来自移植,那治愈的可能性预计为98%;而如果有90%供体来源的细胞,治愈的可能性为99%。

另外,尽管患者体内没有检测到活病毒感染,但在组织样本中仍然有整合的HIV-1 DNA残留物,在第一位治愈的HIV患者中也发现了该残留物。论文作者建议将它们视为所谓的“化石”,因为这些DNA残留物不太可能复制病毒,也就不会带来危害。

“伦敦病人”被彻底治愈了吗?

“伦敦病人”的恢复情况,佐证了干细胞移植方法对于HIV治疗的效果。

论文作者强调,与柏林病人的治疗方法相比,伦敦病人的治疗强度更低——只需进行一次干细胞移植(而不是两次),并且不需要全身照射——这表明,使用更少的药物治疗可以实现HIV的长期缓解。

同时,对于最近利用CCR5基因进行基因编辑(贺建奎的“基因编辑婴儿”使用的就是CCR5基因)引发的讨论,论文作者迪米特拉·佩珀(Dimitra Peppa)表示,这项结果为未来利用CCR5基因治愈HIV的研究提供了借鉴意义:“伦敦和柏林病人就是在基因编辑之外,利用CCR5基因进行治疗的案例。当然,在把CCR5基因当做一种有效的HIV治疗手段之前,对于进一步的基因编辑研究,还有许多伦理和技术上的障碍尚待克服。”

然而,需要注意的是,这种治疗方法风险很高,而且仅仅是对于患有危及生命的血液恶性肿瘤的HIV感染者的最后一种治疗手段。目前,大多数HIV患者都可以用现有疗法来控制病毒,并有可能度过长寿、健康的一生,因此,对于那些正在接受成功的抗逆转录病毒治疗的HIV患者来说,这不是一种可以普遍使用的疗法。

而且,作为第二例通过接受这项实验性疗法而痊愈的病人,“伦敦病人”仍然需要接受持续的检查与观测,以防止病毒再次感染。血液里没有检测到病毒感染,并不能代表患者被完全治愈了;HIV病毒的潜伏情况非常复杂,之前的密西西比婴儿就是在30个月都没有检测到病毒的情况下,其体内又重新出现了HIV病毒。

“伦敦病人”是不是彻底被治愈了,我们还尚不能完全确定——只有时间能给我们最后的答案。

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