艾滋病病毒(HIV)感染多年来一直威胁全球公共健康,尽管抗逆转录病毒疗法(ART)已显著降低病毒载量并提高患者生存率,但潜伏在休眠CD4+ T细胞中的病毒依然构成治愈最大障碍。这些潜伏病毒处于转录沉默状态,不被当前治疗手段清除,因此病毒复发的风险依然存在。科学界对如何激活这种潜伏状态以促进病毒清除的研究持续深入,其中基于mRNA的治疗策略因其高效、安全及精准的特点备受关注。最近,基于脂质纳米颗粒(LNP)技术的mRNA递送系统获得突破性进展,成功实现难以转染的休眠CD4+ T细胞的有效转染,打开了逆转HIV潜伏状态的新局面。传统的潜伏逆转剂(LRA)多为小分子化合物,尽管能激活病毒转录起始,却难以克服转录延伸、编辑及剪接等复杂生物学障碍,且常伴随免疫系统抑制和细胞毒性。相比之下,mRNA-LNP技术允许携带编码特定蛋白质的mRNA进入细胞,在体内直接表达靶向激活蛋白,从而实现精准、特异的潜伏激活。
最新研发的LNP X配方通过替换离子化脂质和采用β-谷甾醇提高了纳米颗粒与T细胞的结合和mRNA翻译效率,突破了非激活状态休眠T细胞转染的难题。LNP X在无须细胞预激活的条件下,转染效率超过了75%,且细胞活力基本不受影响,显示出优异的安全性和实用性。通过携带编码HIV转录激活蛋白Tat的mRNA,LNP X能够显著提高休眠CD4+ T细胞中的HIV转录效率,涵盖转录起始、延伸、剪接等多个环节,激活水平甚至超越传统强激活剂如PMA和PHA。此策略不仅增强病毒RNA表达,还诱导病毒蛋白生成和病毒粒子释放,为潜伏病毒的免疫识别和清除奠定基础。此外,LNP X还具备携带较大mRNA复合物如CRISPR激活系统的能力,能定向调控HIV和宿主基因表达,实现更高特异性和可控性的潜伏激活。利用dCas9-VP64融合蛋白及辅因子MS2-p65-HSF1,结合靶向HIV长终止重复序列(LTR)的gRNA,研究团队成功诱导了耐药人群CD4+ T细胞中HIV特异性转录激活。
这种RNA递送系统的不依赖于细胞分裂且高度针对性特征,有望降低副作用提高疗效。mRNA-LNP技术在免疫细胞中的应用此前受制于T细胞的转染难度和激活诱导而受限,LNP X的突破使得无激活状态休眠T细胞基因递送成为可能,颠覆了传统观念。更重要的是,LNP X实现了高效的mRNA递送后,不仅细胞摄取增加,mRNA的翻译效率也明显提高,表明纳米颗粒的设计改进促进了细胞内后续生物过程,对未来设计更优纳米载体具有启示作用。由于潜伏HIV感染细胞主要处于休眠状态,避免激活全身免疫系统引发副作用极为重要。LNP X递送的Tat mRNA激活潜伏病毒且不引发明显的T细胞全局激活,为安全性提供保障。结合靶向性调控和弱免疫刺激,mRNA-LNP平台有望实现潜伏病毒精准激活和选择性清除。
尽管单一使用Tat-LNP虽诱导强烈病毒激活,仍未能显著减少潜伏病毒库,表明“激活并清除”(shock and kill)策略中“清除”环节仍需加强。后续可结合促凋亡药物或免疫增强剂,如BCL-2抑制剂或免疫检查点抑制剂,提升潜伏感染细胞的死亡率和免疫介导清除。同时,CRISPRa-LNP的成功输送为未来RNA编辑工具,尤其是CRISPR-Cas9介导的病毒基因组切割和CCR5受体敲除,提供了重要技术基础,有望实现病毒根除和细胞层面防护。未来研究将聚焦于LNP X在体内的分布、免疫原性及安全剂量范围,结合细胞定向修饰,实现系统内高效且精准的休眠T细胞递送。此外,大规模临床样本验证及高通量单细胞分析,将进一步揭示mRNA-LNP激活潜伏病毒的广谱有效性和潜在免疫学影响。总之,基于LNP X的新一代mRNA递送技术,突破传统基因递送极限,为HIV潜伏感染的精准激活和治疗带来革命性进展。
结合分子生物学和纳米技术的创新融合,推动基因治疗和免疫调控领域前沿。未来这一策略不仅可服务于HIV治愈,还将惠及多种难治免疫疾病和基因疗法,为全球公共健康贡献强大动力。