北京时间2021年12月16日23时，我所薛婧团队与中国医学科学院病原生物学研究所何玉先团队合作，在《细胞》（Cell）上发表研究论文“Efficient treatment and pre-exposure prophylaxis in rhesus macaques by an HIV fusion-inhibitory lipopeptide”。

作者构建了艾滋病毒潜伏感染恒河猴模型，设计了具有极高抗HIV活性且长效的脂肽病毒融合抑制剂，通过恒河猴模型研究发现，低剂量单药治疗能够有效抑制SHIV (一种HIV和SIV嵌合病毒)病毒复制，且维持长期有效的治疗效果。更有意义的是，他们发现部分恒河猴停药后能实现病毒稳定控制。深入研究发现，病毒稳定控制猴的病毒DNA以低水平隐藏于深部淋巴结，具有更少的活病毒产生和PD-1+中心记忆CD4+ T细胞；与之相反，停药后病毒反弹猴的病毒DNA以较高水平聚集在浅表淋巴结。研究还证明了CD8+ T细胞对停药后病毒控制结局起到了关键作用。此外，他们发现新型抑制剂在恒河猴预防给药可有效阻断SHIV和SIV（猴免疫缺陷病毒）经过直肠、阴道或静脉途径的感染，因此可作为暴露前预防（PrEP）的新策略。

众所周知，艾滋病严重影响人类健康和社会经济发展，但目前既无有效的预防疫苗，也无可以根治病毒感染的药物。高效抗逆转录病毒疗法（HAART方案）能够有效地抑制HIV复制，将病毒载量降至血液中检测不到的水平，但由于病毒潜伏库的存在，停药后HIV会迅速反弹。同时因为长期服药，患者也面临药物毒性积累和病毒变异耐药等问题。因此，研究新的艾滋病长效治疗和预防方法是当前重大科学问题，也是研究的难点，而探明病毒潜伏库特征和阻断策略则是研究治疗与预防方法的关键。

实现“停药后稳定的病毒控制”，即功能性治愈，是现阶段艾滋病防治领域的理想目标。 “柏林病人”和“伦敦病人”是国际上仅有的被认为成功治愈的艾滋病患者，燃起了人们对治愈研究的希望和治愈策略的探索。近期，“旧金山患者”、“埃斯佩兰萨患者”作为未经治疗而实现清除性治愈的病例，再次引起广泛关注。此外，以“阿根廷病人”为代表的治疗后控制的一些病例（posttreatment controllers, PTC），他们可以在长期的抗病毒治疗停药后，较长时间的维持稳定的HIV控制状态。这些病例的不断涌现，提示科学界需要深入探讨能够实现“稳定病毒控制”背后的病毒潜伏库和免疫调节机制。

研究HIV的潜伏机制、筛选功能性治愈药物，需要构建相应的动物模型。免疫系统健全的非人灵长类动物是造模最为理想的模式动物，适用于潜伏机制研究的动物模型需要精确模拟艾滋病感染、发病、药物治疗、病毒潜伏、停药后复发等各阶段，才能探索潜伏库的特征，研究宿主免疫的控制机制。

薛婧团队

长期专注于艾滋病恒河猴模型，通过阐明与HIV类似的病毒SIV及嵌合病毒SHIV在恒河猴体内的复制、免疫互作、病毒潜伏的精细化特征，不断建立模型特异的新技术，筛选理想的病毒控制药物，从而改进和优化动物模型。经过近10年的努力，动物模型从最初急性感染模型，不断增加了慢性感染、治疗药物评价、长效药物控制后病毒潜伏、停药后反弹等阶段性特征，在为国内外研发机构HIV疫苗和药物受试物评价和试错的过程中不断完善，最终成为本次研究有利的一个工具，证明了LP-98是有效的HIV长效控制药物，而且能部分实现稳定病毒控制，也初步阐明了与停药后控制相关的病毒潜伏库特征及免疫机制。

何玉先

教授团队多年来致力于新型HIV膜融合抑制剂的研发，通过反复筛选设计，经历无数次失败或挫折，才使LP-98的抗病毒活性提高到目前的皮摩尔（pM）水平。中间历经LP-11、LP-19、LP-40、LP-46、LP-52、LP-80、LP-83等渐进性优化提高阶段。最后，通过体外（in-vitro）、离体（ex-vivo）和体内（in-vivo）实验对候选脂肽的筛选，本论文获得两个具有极强抗HIV活性的脂肽病毒融合抑制剂（LP-97和LP-98）（图1）。作者发现LP-98在SHIV慢性感染恒河猴模型中具有长期稳定的治疗效果，该药物在体内可低剂量使用，且发挥长效作用。

图1 HIV融合蛋白gp41结构及脂肽结构和抗病毒活性示意图

在治疗效果方面，该文中21只感染猴给予LP-98治疗并停药后，发现40%左右的治疗猴呈停药后稳定的病毒反弹状态（stable virologic rebound, SVR），30%左右的治疗猴呈停药后病毒不稳定反弹状态（unstable virologic rebound, UVR），而20%左右的治疗猴表现出最为理想的“停药后稳定的病毒控制”状态（stable virologic control, SVC）。通过对比三组治疗猴的病毒潜伏库特征，作者发现SVC猴的病毒潜伏库以较低水平隐藏于肠系膜、肠旁等深部淋巴结，SVR猴的潜伏库以较高水平的病毒DNA主要分布在颈部、腋窝等浅表淋巴结，UVR猴的潜伏库以中等水平的病毒DNA分布在浅表和深部淋巴结，提示病毒DNA的潜伏库部位和水平与停药后是否反弹相关（图2）。进一步研究证实，SVC猴的组织潜伏库具有更少产生活病毒的能力，且PD-1阳性的中心记忆CD4+ T细胞比例更低。

图2 LP-98治疗猴病毒潜伏库分布特征

为探讨停药后实现病毒控制或部分控制的机制，该文将SVC猴和UVR猴体内的CD8+ T细胞敲除后，病毒载量迅速反弹。通过比较三组治疗猴的病毒特异CD8+ T细胞应答，发现SVC猴的病毒特异性CD8+ T细胞反应更强、多功能CD8+ T细胞应答增加（图3）。进而，他们分选并获得三组治疗猴CD8+ T细胞，转录组测序发现三组差异基因富集在免疫应答相关通路。

图3 LP-98在恒河猴模型的治疗效果及病毒潜伏库、免疫控制研究

该文还进行了LP-98的暴露前预防实验研究。首先，LP-98分别在SHIV静脉攻毒前2小时、1周、2周给药，与模型对照组相比，攻毒前2小时组和1周组恒河猴得到了完全保护，2周组无明显保护效果，从而确定了该药物可在1周内实现保护，提示暴露前预防用药的有效保护期为1周。进而，在1周给药1次，每周攻毒2次，持续攻毒达12次的直肠和阴道SHIV攻毒实验中，发现恒河猴可完全阻断SHIV病毒的感染，体内均未检测到病毒RNA、病毒DNA和特异性抗体。该研究还发现LP-98也可完全阻断SIV经直肠和阴道途径的攻击。为明确SIV的暴露前预防保护效果，6只经直肠途径完全保护的恒河猴，在首次攻毒150天后，随机选取3只进行二次攻毒，这3只恒河猴成功感染，而其余3只首次得到完全保护的恒河猴在长达500余天的监测中未检测到病毒。因此，LP-98脂肽也可作为有效的HIV暴露前预防策略（图4）。

图4 LP-98在恒河猴模型的暴露前预防研究

薛婧和何玉先为论文共同通讯作者。薛婧与中国医学科学院病原生物学研究所种辉辉、朱园美为共同第一作者。该项目工作受到国家传染病重大专项、中国医学科学院创新工程和国家自然科学基金的项目资助。