HIV或被“反义转录本”锁死？约翰·霍普金斯颠覆性基因疗法线索登上Science子刊，有望摆脱终身ART

根据世界卫生组织（WHO）公布的数据，截至2024年底，全球估计有4080万人感染艾滋病毒（HIV），同年，估计有63万人死于HIV相关疾病，约有130万人感染HIV。针对HIV感染，目前尚无治愈方法。

目前，HIV的标准治疗方案是每日服用抗逆转录病毒（ART）药物，然而ART能够将血液中病毒载量抑制到检测不到，但并不能清除潜伏在全身组织中的病毒，一旦停药，病毒很快复苏并大量复制。

2025年5月，Science子刊《Science Advances》杂志发表了约翰・霍普金斯医学院的研究，给了我们一个全新的思路：HIV自己会产生一种叫“反义转录本”（AST）的物质，它就像病毒自带的安眠药，能让HIV病毒进入休眠状态。更厉害的是，如果能想办法让AST在体内增加，就能强制HIV长期沉睡，甚至可能让患者摆脱终身吃药的命运。这项研究不仅揭开了HIV休眠的秘密，更让我们看到了彻底控制艾滋病的希望。

一、AST关键4大结构域功能解析：协同抑制HIV的分子机制

AST是如何精准地让HIV沉睡的？科学家们像拆解精密仪器一样，将AST分子拆分成几个关键部分（U3, A, B, C, D结构域），并深入研究了其中U3、B、C和D区在维持病毒休眠中的关键作用：

1. 精准定位：钥匙找到锁眼（U3区）

AST的“U3区”就像一套精准的GPS系统。它的最前端部分，其基因结构与HIV病毒基因的指挥中心（5′LTR区域）完全匹配。正是这种完美匹配，让AST能牢牢抓住病毒的指挥中心，为后续的抑制作用打下基础。

AST的5′末端结构域是与原病毒5′ LTR相互作用

2. 核心催眠：招募队给病毒基因上锁（B区）

AST的“B区”是真正的催眠大师。它能召唤一种名为PRC2的强力基因沉默复合体。当科学家破坏B区中制造突变体ASTmutB后，代表病毒表达的绿色荧光蛋白（GFP）细胞比例显著升高，证明病毒被激活。

深入研究B区，发现它含有两个特殊的片段（[G₃N_3-7]₄基序），能形成独特的“G-四链体”结构。这个结构就是PRC2复合体的“停泊位点”。破坏这个位点后，PRC2无法有效结合，病毒基因上的沉睡封印（H3K27me3标记）减弱，负责启动病毒复制的机器（RNA聚合酶Ⅱ）更容易启动，病毒也就更容易被激活。

AST的结构域B区与PRC2相互作用

3. 加固休眠：“辅助团”让沉睡更安稳（C区和D区）

AST的“C区”和“D区”单独作用时，对维持病毒睡眠影响不大。但若同时破坏或移除这两个区域，病毒活性也会显著增强。

实验证实，80%的AST存在于一个大分子量的复合物中，里面除了PRC2，还包含许多其他强力抑制因子：如能重塑染色质结构的BAF/PBAF复合物成分、让基因紧密缠绕的组蛋白去乙酰化酶HDAC2、甚至参与永久沉默基因（如X染色体）的蛋白（TDP-43、hnRNPK等）。结构域C和D有助于募集额外的染色质因子，可  与PRC2协同作战，在病毒基因上层层加锁，形成极其稳固的沉睡屏障。

AST的结构域C和D有助于募集额外的染色质因子

二、AST在人体CD4⁺ T细胞中的潜伏期抑制效应验证

之前的研究已经发现，AST能让实验室里HIV病毒进入休眠状态。但真实患者身上的细胞也会这样吗？为了验证这一点，科学家做了更进一步的实验。

在这项研究中，科学家们从长期接受抗病毒治疗（中位期6年，范围1–18年）的HIV患者体内，分离出那些处于沉睡状态的CD4⁺T细胞。然后通过电穿孔技术，将两个不同的质粒导入细胞：一种质粒会驱动AST大量表达，另一种（SCR）作为对照。两组细胞都带有GFP荧光标记，用于初步评估转染效率（约20%–40%）。接着，分别用三种“唤醒剂”——SAHA（0.5 μM）、panobinostat（30 nM）和抗CD3/CD28磁珠——刺激细胞，以诱导潜伏病毒重新激活。结果显示，对照组在三种刺激下均出现不同程度的病毒转录上升：SAHA（P<0.002）、panobinostat（P=0.016）和抗CD3/CD28（P=0.031），而AST组始终保持在基线水平，未见显著逆转。

鉴于静息状态下T细胞的蛋白质翻译效率较低，GFP报告或低估了真实转染率，于是研究者采用Cy5荧光直接标记质粒进行检测，发现实际转染效率高达75%–90%，比GFP方法高出1.5–3倍（SCR组：P=0.001；AST组：P=0.0005）。进一步的链特异性RT-qPCR分析表明，AST质粒转染后AST RNA表达水平显著升高（P=0.0003），而SCR RNA仅维持在背景水平（P=0.008）。这些数据共同证明，在长期接受ART抑制的HIV感染者CD4⁺T细胞中，强制高表达AST能够有效阻断各种刺激诱导的潜伏病毒激活及病毒转录。

HIV感染者的CD4⁺T细胞在AST异位表达后潜伏期逆转的阻断

 

这个新发现具有巨大的转化潜力未来，研究人员有望开发一种基因治疗策略，即将增强型AST的表达指令永久整合至HIV感染者的T细胞中，从而实现该因子的持续、高水平表达。通过稳定表达这一源自病毒本身的“分子安眠药”，可强制性地诱导潜伏HIV进入长期甚至永久的休眠状态，这相当于给患者体内的病毒库加上一把难以破解的分子锁，有望让感染者无需再终身依赖抗病毒药物，真正实现艾滋病的长期功能性治愈。

本文图源摄图网

参考文献：

1. WHO. HIV and AIDs. Published July 15,2025. Assessed Aug 07, 2025. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/hiv-aids

2. Li R, Daneshvar K, Ji X, et al. Sci Adv. 2025;11(19):eadu8014.