人类免疫缺陷病毒(HIV)治愈的最大障碍之一在于病毒能够潜伏于静息的CD4+ T细胞中,形成难以察觉且终身难以根除的病毒储库。这种潜伏状态下的病毒整合至宿主基因组中,处于转录沉默阶段,导致即便长期应用高效抗逆转录病毒治疗(ART)也无法完全清除病毒。一旦治疗中断,潜伏病毒可能重新激活,引发病毒反弹。因此,逆转HIV潜伏感染,激活病毒基因表达并促使感染细胞清除,成为实现功能性治愈的重要策略。近年来,mRNA与脂质纳米颗粒(LNP)技术的迅猛发展为该领域带来了革新性的治疗思路。最初,LNP技术成功应用于肝脏疾病的基因沉默疗法以及新冠疫苗,证明了其安全性和高效的基因递送能力。
基于这些进展,科学家们尝试将LNP技术用于难以转染的静息T细胞,希望通过精准递送编码关键调控因子的mRNA,实现HIV潜伏逆转。传统的HIV潜伏逆转剂(LRA)多为小分子化合物,虽然能在体外或临床短暂激活病毒转录,但由于缺乏针对性且常伴随免疫细胞毒性和非特异性活化,导致临床疗效有限。与此不同,将HIV特异性蛋白mRNA如Tat通过优化的LNP传递给静息CD4+ T细胞,能够直接促进病毒转录的延伸和剪接,突破潜伏病毒转录阻遏点,增强病毒表达而不激活T细胞,从而避免免疫耐受和副作用,显著提升潜伏逆转的特异性和安全性。最新报道的LNP X配方引入了SM-102离子化脂质和β-谷甾醇,改良了传统平台,展现出前所未有的高效递送效能。该配方不仅能高效结合并进入静息T细胞,且促使递送的mRNA更有效地被细胞翻译,从而显著提高蛋白质表达水平。研究中,将编码HIV Tat蛋白的mRNA包载于LNP X,成功在未经预激活的初代CD4+ T细胞中实现了显著的病毒转录激活,远超传统强活化剂如PMA/PHA处理,同时未引发T细胞表面激活标志物表达,证实其优良的安全性和低免疫刺激性。
此外,LNP X还能够协同递送CRISPRa基因激活系统,该系统由死链Cas9融合转录激活域组成,配合特异性导向RNA,靶向HIV长末端重复序列(LTR),精准调控病毒及宿主基因表达。CRISPRa-LNP X在体外证明能够特异性提升HIV转录,呈现为高效、定向、安全的潜伏逆转为特点,有望通过基因编辑进一步辅助病毒永久性根除。该LNP平台的优势还包括其在不同T细胞亚群间的广泛转染能力,尤其对效应记忆T细胞表现出更强的mRNA表达,这对于清除病毒储库具有重要意义。其转染效率高达超过75%,且细胞毒性极低,成为推广至临床应用的重要基础。通过将mRNA递送至静息T细胞并激活HIV基因表达的研究,科学界首次实现了潜伏病毒精准翻转的突破,突破了传统LRA疗法的瓶颈。尽管如此,潜伏逆转本身尚未完全实现病毒储库缩小,这提示需要组合其它策略,如促使感染细胞凋亡、增强免疫细胞杀伤功能等,形成“激活并清除”策略的协同作用。
未来,结合LNP X技术递送多种基因治疗载体,包括编辑CCR5受体以阻断病毒入侵,或挖掘病毒易感性逃逸机制,都可能加速功能性治愈的实现。同时,为了真正实现临床应用,还需深入研究该LNP平台体内的分布、代谢、免疫原性以及最佳给药方案。特异性靶向T细胞的配体修饰有望进一步降低系统性副作用,提高治疗效率。总的来说,基于高效、安全的LNP X递送系统,通过mRNA及CRISPRa精确调控病毒基因表达,为HIV潜伏逆转和最终根除打开了新视野。随着相关转化研究和临床试验的推进,未来有望实现从实验室突破到临床治愈的关键跨越,造福全球数百万HIV感染者。