艾滋病病毒(HIV)的潜伏感染是当前病毒治愈面临的最大障碍之一。即使抗逆转录病毒治疗(ART)能够有效抑制活跃病毒复制,病毒依然潜藏于休眠状态的CD4+ T细胞内,形成难以清除的病毒库。这些休眠细胞不会表达病毒蛋白,因此难以被免疫系统识别和清除,一旦停止ART,病毒又会迅速复发。为了实现HIV治愈,科学界一直在探索各种方法以激活潜伏病毒,使它重新启动复制并暴露于免疫系统或药物的攻击下,从而消除病毒。mRNA递送技术成为目前令人振奋的发展方向,有望实现对难以转染的休眠T细胞精准治疗。近期的一项研究开发出创新的脂质纳米颗粒(LNP X)配方,成功实现了高效安全的mRNA递送至未经刺激的休眠CD4+ T细胞,标志着HIV潜伏激活策略的新突破。
传统的激活潜伏病毒方法多使用小分子激活剂(Latency Reversing Agents, LRAs),例如组蛋白去乙酰化酶抑制剂等。这些方法虽然能激活病毒RNA的初始表达,但往往受限于转录的延伸和加工障碍,且药物非特异性作用常导致免疫细胞功能下降及副作用,未能在临床试验中取得显著减小病毒库的成果。相比之下,基于核酸的LRA策略针对HIV的特异性更强,理论上能更有效地逆转潜伏状态并减少脱靶效应。mRNA技术的核心优势在于能够通过编码特定蛋白,比如HIV的Tat蛋白,实现病毒转录的全过程激活。Tat蛋白是HIV转录的关键激活因子,能与新生病毒RNA上的转激活反应元件(TAR)结合,促进RNA聚合酶II的延伸和转录完成。将Tat蛋白转录因子的mRNA通过LNP载体精准递送至休眠T细胞,开启了直接打破潜伏状态的可能。
然而,休眠CD4+ T细胞具有较强的抗转染能力,传统的LNP载体在无刺激的原代T细胞中往往转染率低,限制了核酸疗法的应用。研究人员通过优化脂质成分,特别是将常用的离子化脂质DLin-MC3-DMA替换为SM-102,并将胆固醇替换为天然植物甾醇β-谷甾醇,成功研制出LNP X配方。这种新的纳米颗粒在物理性质和颗粒大小上与已有的标准配方类似,但展现了显著提升的细胞结合力和mRNA在胞质内的翻译效率,而非单纯提升胞内逃逸能力。LNP X即使在不经T细胞前激活的状态下,也能实现超过75%休眠CD4+ T细胞的mRNA表达,且无明显细胞毒性,这在先前文献中尚属首次。基于LNP X递送HIV Tat mRNA,研究团队在HIV感染者的原代CD4+ T细胞中实现了病毒转录多个阶段的全面激活,涵盖转录起始、延伸、剪接及转录完成的多个障碍。同时,与传统的强效T细胞激活剂如PMA/PHA相比,Tat-LNP X虽未引起全局的细胞激活反应,但逆转效力显著优于免疫激活剂,且能诱导病毒释放,表明潜伏病毒得以有效唤醒。
值得注意的是,尽管病毒转录和释放明显增强,单次治疗并未显著减少整合病毒DNA拷贝数,反映潜伏细胞的凋亡尚未得到充分诱导,提示单一“唤醒”策略可能需要与靶向细胞清除或增强免疫介导清除的组合疗法联合使用。这不仅强化了Tat蛋白基因疗法在逆转潜伏方面的优势,也指出未来研究的方向。除此之外,研究还展示了LNP X有效递送更大且更复杂的mRNA组合—CRISPR活化(CRISPRa)系统。通过递送编码无活性的dCas9-VP64转录激活融合蛋白、人MS2-p65-HSF1融合激活子及靶向HIV LTR启动子的向导RNA,成功诱导了病毒基因的特异性转录激活。CRISPRa-LNP X在激活潜伏病毒时显示了良好的特异性和低毒性,进一步拓宽了基于核酸的精准干预策略。除了HIV基因的激活,CRISPRa-LNP X也被成功用于激活内源性基因CD25(IL2RA),验证其在非刺激状态原代T细胞中的转染和表达功能。
这为未来结合靶向免疫调节或基因修饰的T细胞治疗奠定了基础。基于这一研究,未来在临床前和临床应用领域仍需重点关注纳米颗粒的体内动力学、安全性、免疫原性及最佳剂量。先前人类研究表明,部分LNP递送mRNA的治疗在0.1~0.6mg/kg剂量范围内耐受性良好,为后续体内应用提供了基线数据。此外,设计结合靶向配体的LNP X版本,进一步提升其对T细胞的专一性和递送效率,也有望降低潜在副作用。作为一种非病毒介导的递送平台,LNP X有望成为未来多种基因和免疫治疗的核心载体,尤其适合治疗那些难以用传统方法转染的休眠或原代T细胞。总结来看,高效的mRNA递送技术代表了消除HIV潜伏病毒池的重要进展。
通过革新脂质纳米颗粒,LNP X开辟了在未经刺激的休眠CD4+ T细胞中高效、安全递送mRNA的可能。编码HIV Tat蛋白的mRNA反转病毒潜伏状态,超越了以往第一代LRA的局限,避免了细胞的非特异性激活和毒性,呈现出诱人的临床转化潜力。同时,LNP X还可联合递送CRISPRa系统,为病毒基因的精准激活提供了有力工具。展望未来,结合清除潜伏细胞的杀伤策略、多靶点基因调控、以及在体内靶向递送的优化,基于LNP的mRNA治疗平台有望为HIV治愈和其他T细胞相关疾病的治疗带来全新契机。