和平共處,,而不是戰(zhàn)爭:這就是在西非發(fā)現(xiàn)的一種被稱作烏白眉猴(sooty mangabey)的猴類物種處理猿猴免疫缺損病毒(simian immunodeficiency virus, SIV,,與HIV存在著密切的同緣關(guān)系)感染并避免產(chǎn)生類似獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS,,俗稱艾滋病)的疾病的方式,。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年1月4日的Nature期刊上,論文標(biāo)題為“Sooty mangabey genome sequence provides insight into AIDS resistance in a natural SIV host”,。
為了了解烏白眉猴如何實現(xiàn)這一重要的健康壯舉,,在美國埃默里大學(xué)耶基斯國家靈長類動物研究中心微生物學(xué)與免疫學(xué)主任Guido Silvestri博士的領(lǐng)導(dǎo)下,研究人員對烏白眉猴的基因組進(jìn)行了測序,。通過與人類和其他非人靈長類動物的基因組進(jìn)行比較,,他們發(fā)現(xiàn)了可能對人類HIV感染者有用的線索。通過研究SIV和它的天然宿主如何在不產(chǎn)生AIDS的情形下共存可能改善對HIV感染者的長期治療,,降低HIV的母嬰傳播,,并且指導(dǎo)HIV疫苗開發(fā)。
Silvestri說,,這是首次用于鑒定和驗證可能調(diào)節(jié)著一種重要的疾病過程的基因的物種間基因組分析,。
Silvestri說,“我們利用了數(shù)千年來發(fā)生的進(jìn)化實驗,,揭示了如何感染上SIV但不產(chǎn)生AIDS是可能發(fā)生的,。”
論文#$作者是耶基斯國家靈長類動物研究中心的David Palesch博士和Steve Bosinger博士,。
美國貝勒醫(yī)學(xué)院人類基因組測序中心的Jeffrey Rogers博士及其遺傳學(xué)團隊進(jìn)行了烏白眉猴基因組測序和組裝,。羅杰斯博士是Yerkes國家科學(xué)顧問委員會的成員。其他的論文共同作者包括Greg Tharp(耶基斯國家靈長類動物研究中心)、Robert Norgren(內(nèi)布拉斯加大學(xué)),,Beatrice Hahn(賓夕法尼亞大學(xué)),、Daniel Sauter(烏爾姆大學(xué))和Frank Kirchhoff(烏爾姆大學(xué))。
烏白眉猴和其他的猴子,,如黑臉山魈(drill)和非洲綠猴,,都是SIV的天然宿主。當(dāng)被這種病毒感染時,,它們維持健康的免疫細(xì)胞水平,,不會進(jìn)展到AIDS。這種保護與恒河猴等非天然宿主(如)形成鮮明對比,,這是因為后者遭受SIV感染后產(chǎn)生類似AIDS的疾病,,使其成為了解人類HIV感染的動物模型。遺傳分析表明人類的HIV感染是通過非人靈長類動物(包括黑猩猩和烏白眉猴)之間的多次跨物種傳播SIV而產(chǎn)生的,。
Palesch說,,“我們發(fā)現(xiàn)烏白眉猴基因組編碼的免疫系統(tǒng)蛋白質(zhì)存在著兩個很大的差異,我們希望這將幫助我們更好地理解為何烏白眉猴盡管遭受SIV感染而不會產(chǎn)生AIDS,?!?/p>
重大區(qū)別之一是免疫細(xì)胞上的粘附分子。這種被稱作稱為ICAM2的粘附分子在烏白眉猴中是沒有功能的,。 ICAM2基因的缺失似乎僅在烏白眉猴中發(fā)生,,而在SIV的其他天然宿主或其他靈長類動物(如狒狒和獼猴)中則沒有發(fā)生。
此外,,烏白眉猴的TLR4(toll樣受體4)蛋白發(fā)生改變,,這會損害它的功能。TLR4是先天性免疫感應(yīng)的一部分,,并且會被細(xì)菌膜成分激活,。
Silvestri說,“這一發(fā)現(xiàn)很有趣,,這是因為腸道屏障受損和細(xì)菌釋放會導(dǎo)致長期的免疫激活,,而這與艾HIV感染者和感染了SIV的非天然宿主中的AIDS進(jìn)展存在關(guān)聯(lián)?!?/p>
在烏白眉猴中,,活性較低的TLR4形式可能會減少由SIV感染引起的免疫激活。這種TLR4改變存在于烏白眉猴和其他的天然宿主(如長尾黑顎猴,、黑臉山魈和疣猴)的基因組中,,但不存在于非天然宿主(如獼猴)中,這提示著某種進(jìn)化優(yōu)勢,。
這些研究人員通過追蹤這些發(fā)現(xiàn),,展示了這些差異如何影響免疫細(xì)胞的行為,。下一步就是探究烏白眉猴和它的親緣關(guān)系密切的物種之間存在的微妙的基因組差異。
在Silvestri博士之前領(lǐng)導(dǎo)的研究中,,他和他的團隊比較了烏白眉猴和其他天然宿主的免疫系統(tǒng)與包括病毒性非進(jìn)展者(viremic non-progressor)---一組獨特的以相似的方式避免HIV相關(guān)疾病的患者---在內(nèi)的人類HIV感染者的免疫系統(tǒng)進(jìn)行了比較,。當(dāng)前的這項研究擴展了這項研究:首次比較了全基因組測序數(shù)據(jù),并鑒定出可能賦予AIDS抵抗性的通路,。隨著這種方法取得成功,,Silvestri團隊正在規(guī)劃未來的測序項目以便研究更多的天然宿主物種。
Silvestri團隊還計劃對他們鑒定出的基因開展更加深入的研究,。這些研究人員寫道,,“在SIV感染期間在體內(nèi)操縱ICAM2和TLR4的未來研究對于揭示這兩個基因是否和在多大程度上直接影響SIV感染在這種宿主物種中的非致病性是必要的?!?/p>
Bosinger說,,“這是AIDS研究的一個非常激動人心的時刻。有了一名#^被治愈的柏林AIDS患者,,我們已看到治愈HIV感染是有可能的,。多年來,烏白眉猴和其他的天然宿主為科學(xué)家們提供了治療AIDS的路線圖,,但是我們每次僅能夠研究這種路線圖的一小部分,。如今,通過研究這種物種的完整基因組,,我們的團隊相信我們可以加速取得在抵抗HIV和AIDS中發(fā)揮重要作用的發(fā)現(xiàn),。”