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Nature Methods:揭示AIDS的惊人动态

摘要 : Emory大学的科学家们利用一种新成像技术,首次在活体动物(恒河猴)中获得了全身性的艾滋病毒复制实时图谱,揭示了猴艾滋病毒SIV出人意料的藏身处。这项发表在Nature Methods杂志上的研究显示,当猴子接受抗逆转录病毒(ARV)药物治疗时,机体不同位置残留的病毒量并不相同。研究人员开发的新技术有望阐明神秘的初始感染阶段,为人类艾滋病研究提供重要的线索。

 

Emory大学的科学家们利用一种新成像技术,首次在活体动物(恒河猴)中获得了全身性的艾滋病毒复制实时图谱,揭示了猴艾滋病毒SIV出人意料的藏身处。这项发表在Nature Methods杂志上的研究显示,当猴子接受抗逆转录病毒(ARV)药物治疗时,机体不同位置残留的病毒量并不相同。研究人员开发的新技术有望阐明神秘的初始感染阶段,为人类艾滋病研究提供重要的线索。

“全身性图谱为我们展示了从细胞或组织样本中无法得到的信息,”美国西北大学的免疫学家Thomas Hope说。Emory大学的Francois Villinger领导研究团队将放射性分子连在靶标SIV表面蛋白的抗体上,然后将这种无害抗体注入12只受到SIV慢性感染的猴子,这些抗体会在猴子体内搜寻并结合SIV。通过PET(A positron emission tomography)扫描进行抗体检测,能够揭示病毒在猴子体内的精确位置。研究人员将这样的方法称为immunoPET。

研究显示,肠道和淋巴结有着高水平的SIV,这与组织活检的结果一致。令人惊讶的是,SIV抗体在鼻腔中的水平也很高。“整个上呼吸道富含淋巴组织,我们只是从没想到这一点,”Minnesota大学的HIV研究者Timothy Schacker说。

“猴子附睾(储存精子的管道)的SIV水平很高,”Villinger说,“这真是难以置信。”此外, 艾滋病毒也很偏好肺部,这一器官之前也没有受到HIV研究者的重视。

Hope认为,immunoPET可以阐明艾滋病毒感染最初几周的情形。“这段时期为以后定下了基调,”他解释道,“我们需要知道病毒去了哪里,怎样到达目的地,以及这对病毒有什么好处。这些问题是非常重要的。”

Villinger等人对三只受到感染的猴子进行了ARV药物治疗,并在五周后再次进行immunoPET扫描。尽管这些猴子的血液中都已经没有可检测到的SIV,但在多种组织中还存在着SIV复制。之前Schacker等人也曾发现,血液中已检测不到病毒的HIV感染者,其组织样本仍存在病毒复制。

Schacker认为,抗病毒药物难以穿透这些组织,而且这是一种常见的现象。但另一些研究者相信ARV能够完全抑制病毒,只是HIV DNA进入了一些长寿细胞的染色体。药物和免疫系统都无法触及这些潜伏的DNA,导致病毒日后还可以卷土重来。

Villinger指出,immunoPET可以帮助人们解决上述争议,揭示艾滋病复发的根源。此外,immunoPET还有助于阐明不同治疗策略的效力。

原文链接:Whole-body immunoPET reveals active SIV dynamics in viremic and antiretroviral therapy–treated macaques

The detection of viral dynamics and localization in the context of controlled HIV infection remains a challenge and is limited to blood and biopsies. We developed a method to capture total-body simian immunodeficiency virus (SIV) replication using immunoPET (antibody-targeted positron emission tomography). The administration of a poly(ethylene glycol)-modified, 64Cu-labeled SIV Gp120–specific antibody led to readily detectable signals in the gastrointestinal and respiratory tract, lymphoid tissues and reproductive organs of viremic monkeys. Viral signals were reduced in aviremic antiretroviral-treated monkeys but detectable in colon, selec lymph nodes, small bowel, nasal turbinates, the genital tract and lung. In elite controllers, virus was detected primarily in foci in the small bowel, selec lymphoid areas and the male reproductive tract, as confirmed by quantitative reverse-transcription PCR (qRT-PCR) and immunohistochemistry. This real-time, in vivo viral imaging method has broad applications to the study of immunodeficiency virus pathogenesis, drug and vaccine development, and the potential for clinical translation.

来源: Nature Methods 浏览次数:53

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