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图 HIV-1病毒迫使患者采取终身药物治疗来控制和防止新型攻击。现在，美国天普大学医学院研究人员设计了一种剪除HIV-1基因的好方法。
科技日报讯 美国坦普尔大学神经科学研究院主任卡迈勒·哈利利教授和他的同事利用基因组编辑技术，首次成功地从人类细胞中彻底清除了潜在HIV-1病毒。该项研究成果发表在美国《国家科学院学报》上。研究人员表示，这是朝着永久治愈艾滋病方向迈出的重要一步。
“这是一项令人兴奋的发现，不过现在还没做好准备进行临床试验，它只是证明了我们正朝着正确的方向前进。”哈利利说，“因为HIV-1病毒永远不会从免疫系统消灭，因此彻底剪除病毒才能治愈疾病。”
过去15年来，高活性抗逆转录病毒治疗（HAART）在发达国家成功控制了感染者的HIV-1病毒发作，但它仍然可能再次发怒进而打断治疗进程。甚至当HIV-1复制被控制较好时，挥之不去的HIV-1仍然让感染者存在健康隐患。
研究人员利用了近一年来极其热门的CRISPR／Cas9基因剪辑技术。因简便、价廉、多功能和高效率，这种技术也被誉为“基因组编辑的魔术手术刀”。这种技术就是通过RNA（核糖核酸）做向导（gRNA），把Cas9酶带到相应的位置，然后用这种酶切割病毒DNA（脱氧核糖核酸）。
他们将一种由两部分组成的HIV-1编辑器，放置在防止感染的细菌防御系统上。据物理学家组织网7月21日报道，哈利利的研究室研制了一个含20个核苷酸链的gRNA，这个gRNA能够瞄准HIV-1的DNA并与Cas9配对。
为了防止gRNA与病人的任何其他基因组合，他们选择了一个从来没有在人类DNA出现过的核苷酸序列，来防止脱靶和细胞DNA的后继损害。当使用这一分子工具时，核酸酶和gRNA可以共同追踪病毒基因并切除HIV-1的DNA。
HIV-1编辑器在几种能感染HIV-1病毒的细胞上均成功地根除了潜在的艾滋病病毒，这些细胞包括小胶质细胞、巨噬细胞以及T淋巴细胞。“T-细胞和单核细胞是HIV-1病毒的主要感染目标，所以这类细胞是该技术的最重要应用目标。”哈利利说。
哈利利表示，在技术能够应用于患者之前，这种根除HIV-1的方法面临若干重大挑战。研究人员必须设计出一种方法，能为每个单一的受感染细胞提供治疗剂。而且，因为HIV-1病毒很容易发生变异，因此治疗可能需要为每个病人的独特病毒基因序列采取个性化剪除方案。此外，这种方法可以用来清除很多种其他病毒。（房琳琳）
艾滋病病毒与其它逆转录病毒一样，其遗传物质也是整合到人体宿主基因组上进行复制，虽然抗逆转录病毒疗法可以有效的抑制艾滋病毒，但是却不能根除这些整合性病毒，这些病毒就可以在治疗期间潜伏休眠，一旦治疗中止，又重新开始复制。
不过7月21日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中，研究人员利用基因组编辑技术的精确剪切，将艾滋病毒从人类基因组中剔除。 “研究人员通过几个系统进行了研究，”Fred Hutchinson 癌症研究中心的Daniel Stone评论道，“其中这种方法确实能令人信服，不过接下来还有个问题，那就是如何递送这一系统？”
天普大学的 Kamel Khalili等人采用了CRISPR/Cas9 基因组编辑系统，针对几个人类细胞系，比如小胶质细胞和T细胞进行了研究，从这些细胞中去除了HIV病毒。他们靶向的是病毒的5\'和3\'末端，也就是长末端重复序列（LTRs），这样整个病毒基因组都被删除了。
CRISPR (clustered regularly interspersed short palindromic repeats)/Cas是源于细菌及古细菌中的一种后天免疫系统，它可利用靶位点特异性的RNA指导Cas蛋白对靶位点序列进行修饰。其中的一个关键因子就是Cas酶，能用于切断靶标DNA，比如目的基因中的DNA片段，另外一个就是称为导向RNA（gRNA）的RNA分子，这种分子能通过互补结合靶标。
研究人员发现Cas9酶不仅能切去HIV基因组中的一个拷贝，而且能在同一细胞中，剪切掉潜伏于不同染色体的另外一个拷贝。Khalili说，细胞常常有几个潜伏期的HIV病毒拷贝，分布在不同染色体中。“这一技术最有可能清楚掉病毒DNA”，他说。
此外，这项研究报道的基因编辑方法也阻止了随后的艾滋病毒感染。这“在之前是无法实现的”。
这项研究基于此前京都大学在Nature杂志上发表的一篇文章：Harnessing the CRISPR/Cas9 system to disrupt latent HIV-1 provirus，Yoshio Koyanagi和他的同事也是利用 CRISPR/Cas9 方法来干扰艾滋病毒。
ViaFect转染试剂
不过最新这项研究采用的是两个导向RNAs，能清楚LTRs末端，这种方法“似乎比单个gRNA表达策略，更能有效的诱导HIV-1 LTR插入/删除基因突变，并删除HIV-1前病毒 DNA”。
CRISPR/Cas9 方法的一个局限性就是这种方法可能会删除基因组中的非靶标区域，也就是所谓的脱靶效应（off-target effects），Khalili研究组进行了整个基因组的研究，寻找脱靶可能性，但是均没有发现。
目前Koyanagi研究组正在进行另外一个不同的 CRISPR 方法研究，希望能“冲去”HIV病毒，也就是激活休眠的HIV病毒，然后通过抗逆转录病毒疗法去除这些病毒。
