司他夫定可用於hiv感染患者用藥嗎
目前，針對人免疫缺陷病毒（HIV）感染者的治療主要依靠抗反轉錄病毒療法（ART），雖然ART能有效抑制病毒複製，使感染者體內的病毒控制在無法檢測的水平，顯著延長了他們的壽命，但無法完全消除HIV，感染者的體內仍然存在病毒儲存庫［1］。
另外，HIV具有高變異率的特點，常常能夠逃避免疫系統的追殺，這也是無法根除HIV的主要障礙。然而，潛伏的HIV可能與慢性炎症有關，會誘發諸如心血管疾病，糖尿病和惡性腫瘤疾病等［2］。到目前為止，HIV感染沒有治癒的特效藥，患者需終身服用藥物來抑制病毒複製。因此，找到徹底消除HIV的藥物，是全世界研究者們都在努力的事。
近日，來自華盛頓大學醫學院Shan Liang領銜的研究團隊在《科學》雜誌上發表重要研究成果。他們發現，原來
人的細胞中有一個HIV-1感染的“警報器”——CARD8，它作為炎性小體感受器，可識別具有活性的HIV-1蛋白酶，啟動由其介導的程式性細胞死亡，以此來清除感染HIV-1的細胞。
HIV-1蛋白酶是病毒複製過程中關鍵酶之一，它的活化能使HIV-1變成具有感染性的成熟病毒，透過抑制它，可阻止病毒複製。因此，HIV-1蛋白酶是治療HIV-1感染的靶點之一。而
此次研究不同於以往“阻止複製”的治療策略，而是透過提前活化細胞內的HIV-1蛋白酶，從而啟動細胞程式性死亡，直接殺死感染細胞。
那研究團隊是如何發現CARD8這一“報警器”呢？我們知道，在大多數情況下，機體透過細胞內受體識別不同危險的刺激訊號，從而引起抗感染的級聯反應。其中， NLRP1是能形成炎症小體的受體，其含有未知功能的FIIND結構域和CARD結構域，因涉及的訊號通路與許多疾病都息息相關，是被眾多科學家研究的物件［3］。
研究發現，小鼠中NLRP1b N端，能被炭疽芽孢桿菌致死因子蛋白切割，之後引起炎症小體組裝和啟用Caspase-1（CASP1）下游訊號，使細胞發生程式性死亡［4-5］。而人的CARD8與鼠的NLRP1結構相似，且CARD8具有在淋巴組織中高表達的特點，與CD4
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T細胞和巨噬細胞的炎性體活化有關［6-7］。
這表明在淋巴組織中，CARD8作為炎性小體感受器可有效發揮作用，而CD4T細胞是HIV-1感染的關鍵細胞。研究人員據此猜測，
CARD8炎性小體可能是一個HIV-1感染的“警報器”，可觸發感染細胞的死亡。
為了驗證這一猜測，他們開展了一系列實驗。首先，他們構建了用HIV-1感染表達CARD8的人腎上皮細胞（HEK293T），發現CARD8的N端被HIV-1蛋白酶切割了兩次，而在感染突變的HIV-1細胞中（HIV-1蛋白酶無活性），CARD8的N端則無法被切割。研究者認為，
CARD8是無法檢測沒有活性的HIV-1蛋白酶的。
通常情況下，被感染細胞中的HIV-1為了更好地潛伏，都會使蛋白酶不具活性，只有離開受感染的細胞後，HIV-1蛋白酶才會活化，這也就意味著HIV-1蛋白酶不僅逃過了細胞內CARD8的監測，還開始繁衍自己的後代了。那如果能在感染細胞內活化蛋白酶，就能拆穿HIV-1的詭計，靶向消滅它。
幸運的是，在2006年有報道稱，臨床上治療感染HIV的非核苷類反轉錄酶抑制劑（NNRTIs）藥物，如利匹韋林（RPV）和依非韋倫（EFV），可增強細胞內Gag-Pol多蛋白二聚作用，引起潛伏的HIV-1蛋白酶活化［8］。
圖片來自pexels。com
根據這一思路，研究者用
RPV處理了被HIV-1感染的
含有CASP1和促IL-1β表達的質粒的
HEK293T細胞，促炎因子IL-1β能正常分泌，它是引起免疫反應和細胞焦亡的關鍵分子。
但加入蛋白酶抑制劑洛匹那韋 （LPV）或敲除CARD8後，這種現象被阻斷了。這些結果證明，在RPV作用下，HIV-1蛋白酶被活化後切割CARD8 N端，誘導IL-1β的分泌。
那NNRTIs在人免疫細胞中是否也與HEK293T細胞中一樣，能夠透過啟用HIV-1蛋白酶，引發CARD8警報呢？CARD8警報“響起”後，這類感染細胞又能否死亡？如果能成功的話，那就意味著人類有可能清除潛在的HIV-1。
確實有研究發現，NNRTIs可引起存在潛伏HIV-1的CD4
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T細胞的死亡，但是其中的機制還不清楚［9-11］。基於綜上研究，他們猜想感染細胞的死亡是由NNRTIs活化HIV-1蛋白酶引起的，並透過CARD8炎性小體感受器啟用CASP1，從而發生細胞死亡。
因此，研究團隊用HIV-1感染人扁桃體組織中的原代CD4
+
T細胞以及血液中單核細胞來源的巨噬細胞（MDMs），從不同角度證明了自己的猜測：
首先，用EFV、RPV、LPV或組合的方式處理感染的MDMs，結果顯示，
HIV-1蛋白酶活化會引發細胞死亡，並且細胞殺傷效果隨時間增加而加強，而LPV能夠抑制這一現象的發生。
與此同時，他們還檢測了與CASP1啟用啟動細胞死亡程式的關鍵因子IL-1β、p10和p20，結果顯示，
RPV成功激活了CASP1介導的程式性細胞死亡。相似的結果也出現在CD4
+
T細胞中。
RPV處理的細胞相比對照（DMSO），細胞中CASP1被啟用的百分比更高（H），死亡的感染細胞更多（I、J），但是在敲除了CARD8（CARD8 KO）或敲除了CASP1（CASP1 KO）的細胞中效果顯著減弱
隨後，在兩類細胞中分別採用
加入CASP1抑制劑、蛋白酶抑制劑以及敲除CARD8或敲除CASP1的方法
，都同樣出現了
抑制IL-1β分泌及減少細胞殺傷的現象
，證明了其推測。
結合之前的結果，研究團隊將該方法用於臨床感染的病人中。他們從
接受ART的八位感染者
體內獲得血液CD4
+
T細胞
，用EFV和RPV處理後，發現所有患者體內感染HIV-1的細胞都顯著減少了
，並且有三名患者沒有檢測到病毒，證明了該機制清除了大部分潛在的HIV-1。
研究團隊還證明了，
在一些主要的HIV-1亞型中，該機制都可觸發感染細胞的死亡，包括北美，歐洲，非洲和亞洲常見的菌株。
說明了該機制的普適性，對HIV-1的治療策略具有直接的影響。
HIV-1感染者獲取CD4+ T細胞後的處理方案（D）和結果（E），相比對照組（control），RPV組的感染細胞明顯減少，紅色為2。5μM劑量處理2天，藍色為5μM劑量處理3天
總的來說，該機制在一定程度上解決了HIV-1因高變異率而逃過免疫系統追殺的問題。免疫系統就像一位狙擊手，在NNRTIs的幫助下，無論HIV-1突變程度如何，都可透過識別活化的HIV-1蛋白酶，而迅速擊殺。
該研究提示我們在治療患者初期，採用無蛋白酶抑制劑的NNRTIs，可減少HIV-1在體內的病毒庫。此外，可進一步研究NNRTIs這類藥物啟用潛伏HIV-1的過程，從而開發出低劑量和快速殺傷細胞的特效藥，為艾滋病患者帶來治癒的希望。
未來，進一步探索CARD8炎性體能否識別其他病毒蛋白酶，也可以為其他一些病毒感染類疾病提供新的治療思路。
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本文作者 | 張婉菁