วัคซีน การกลายพันธุ์ และกลไกการสืบพันธุ์: วิทยาศาสตร์ต่อสู้กับเอชไอวีได้อย่างไร

เอชไอวีปรากฏอย่างไร

เมื่อวันที่ 5 มิถุนายน พ.ศ. 2524 ผู้เชี่ยวชาญจากศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกา (CDC)

) ตีพิมพ์บันทึกในจดหมายข่าวเล็ก ๆ ของเขาเกี่ยวกับโรคแปลกชนิดใหม่ที่ทำให้เกิดโรคปอดบวมที่ไม่เหมือนใครซึ่งปรากฏครั้งแรกในกลุ่มรักร่วมเพศหนุ่มสาวห้าคนจากแคลิฟอร์เนีย

โรคระบาดครั้งใหม่จึงเริ่มต้นขึ้น ซึ่งในตอนแรกมีคนเพียงไม่กี่คนที่ให้ความสนใจ แต่ในไม่ช้าก็แพร่กระจายไปทั่วโลก: หลังจากนั้นไม่กี่ปี ผู้คนหลายสิบล้านคนก็ล้มป่วยลง

เอชไอวีถูกส่งถึงเราโดยตรงจากลิง(ต่างจากตัวอย่าง ไวรัสโคโรนา ตรงที่ไม่มี “โฮสต์” ที่เป็นสื่อกลาง) ไวรัส SIV (ไวรัสโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องในลิง) ยังคงแพร่กระจายในหมู่ลิง แต่ไม่ได้ทำให้เกิดโรคในลิงส่วนใหญ่

พวกเขาสามารถปลอมแปลงในสภาพห้องปฏิบัติการติดเชื้อลิงเพียงสายพันธุ์เดียว (ลิงจำพวกลิงชนิดหนึ่ง) และในลิงเหล่านั้น SIV ทำให้เกิดความผิดปกติในระบบภูมิคุ้มกันเช่นเดียวกับในมนุษย์ แต่ไวรัสไม่ส่งผลกระทบต่อกิจกรรมชีวิตของลิงสายพันธุ์อื่น เช่น แมงกาบี

ตอนแรกนักวิทยาศาสตร์คิดว่าไพรเมตเหล่านี้มีมีภูมิคุ้มกันที่ดีจนไม่ติดเชื้อเอชไอวี อันที่จริง - และนี่คือความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านไวรัสวิทยา - Mangobey ไม่มีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อไวรัสนี้

วิธีการใดที่ใช้ในการรักษาเอชไอวี

สำหรับปี 2560 มีการใช้ยาประมาณ 30 ชนิดในการรักษาผู้ติดเชื้อเอชไอวี ซึ่งทำให้สามารถเลือกวิธีการรักษาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย

จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการพัฒนาวิธีการรักษาการติดเชื้อเอชไอวีซึ่งสามารถกำจัดไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่องของมนุษย์ออกจากร่างกายได้อย่างสมบูรณ์ สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากลักษณะของไวรัสซึ่งก่อให้เกิดแหล่งกักเก็บ (เขตรักษาพันธุ์) ในร่างกายมนุษย์

ก่อนหน้านี้เพื่อระบุสูตรการรักษาที่ใช้HIV เรียกว่า HAART หรือการรักษาด้วยยาต้านไวรัสที่มีฤทธิ์สูง ปัจจุบันคำจำกัดความนี้ได้สูญเสียความเกี่ยวข้องเนื่องจากการพัฒนาของวิทยาศาสตร์การแพทย์ การรักษาด้วยยาต้านไวรัสใด ๆ เกี่ยวข้องกับส่วนประกอบทางยาที่ซับซ้อน (จาก 2 ถึง 4 ในสูตรการรักษาเดียว) มีความกระตือรือร้นสูงและตัวย่อ ART หรือ ART บ่อยกว่า ใช้แล้ว 

Modern ART ช่วยให้สามารถอยู่ได้ในระยะยาวควบคุมการติดเชื้อเอชไอวีได้อย่างไม่มีกำหนดและไม่รวมการเริ่มเป็นโรคเอดส์ในผู้ป่วย โดยขึ้นอยู่กับประสิทธิผลทางไวรัสวิทยาและการปฏิบัติตามยาสม่ำเสมอ (การยึดมั่นในการรักษา) ทำให้ผู้ติดเชื้อเอชไอวีสามารถมีชีวิตที่สมบูรณ์ได้อย่างไม่มีกำหนด

ด้วยการใช้การรักษาและการรักษาประสิทธิผลของยา อายุขัยของบุคคลไม่ได้ถูกจำกัดด้วยเอชไอวี แต่จะเกิดจากกระบวนการชราตามธรรมชาติเท่านั้น

ปัจจุบันเป็นคนแรกที่ฟื้นตัวจากเอชไอวีถือว่าเป็นชาวอเมริกันทิโมธีเรย์บราวน์ชื่อเล่น "ผู้ป่วยเบอร์ลิน" อย่างไรก็ตาม นักวิจัยหลายคนเชื่อว่าวิธีการรักษาซึ่งต้องขอบคุณบราวน์ที่สามารถกำจัดไวรัสออกจากร่างกายได้ จึงไม่ถือว่าเป็นยาครอบจักรวาลสำหรับเอชไอวี

มีนาคม 5, 2019ในการประชุมระดับนานาชาติที่ซีแอตเทิลเกี่ยวกับ retroviruses และการติดเชื้อฉวยโอกาส นักวิทยาศาสตร์รายงานผลที่น่ายินดีสองประการ: อีกสองคนคือ "ผู้ป่วยในลอนดอน" และ "ผู้ป่วยในดุสเซลดอร์ฟ" อยู่ในภาวะทุเลาหลังจากปลูกถ่ายไขกระดูก แพทย์จงใจใช้คำว่า "การให้อภัย" ซึ่งหมายความว่าทั้งสองคนไม่มีสัญญาณของเอชไอวี แต่ยังเร็วเกินไปที่จะพูดถึงการรักษาที่สมบูรณ์

เช่นเดียวกับบราวน์ "ผู้ป่วยในลอนดอน" ป่วยมะเร็ง แต่ไม่ใช่มะเร็งเม็ดเลือดขาว แต่เป็นมะเร็งต่อมน้ำเหลืองของ Hodgkin นอกจากนี้เขายังต้องการการปลูกถ่ายไขกระดูกและพบว่ามีผู้บริจาคที่กลายพันธุ์เช่นเดียวกับบราวน์ ความแตกต่างก็คือ "ผู้ป่วยในลอนดอน" ไม่เคยได้รับหลักสูตรการฉายรังสีและเคมีบำบัดมาก่อน และการปลูกถ่ายไขกระดูกทำได้เพียงครั้งเดียว

บุคคลที่สาม "ผู้ป่วยดุสเซลดอร์ฟ" ก็เช่นกันมีมะเร็งต่อมน้ำเหลือง ไม่ได้รับการฉายรังสี และเขาได้รับการปลูกถ่ายไขกระดูกหนึ่งครั้ง ไม่ใช่สองครั้ง เป็นเวลา 3.5 เดือนหลังจากนั้น แม้จะยุติการรักษาด้วยไวรัสแล้ว ผู้ป่วยก็ยังคงมีสุขภาพดี

การกลายพันธุ์สำหรับการดื้อต่อเอชไอวี

การกลายพันธุ์CCR5Δ32ทำให้ทีเซลล์ของมนุษย์ทนทานต่อการติดเชื้อเอชไอวี การปลูกถ่ายเซลล์เม็ดเลือดจากผู้บริจาคที่มีการกลายพันธุ์สามารถช่วยผู้ป่วยจากการติดเชื้อได้ เช่นเดียวกับในกรณีของ "ผู้ป่วยในเบอร์ลิน" และต่อด้วย "ลอนดอน" และอาจรวมถึงผู้ป่วย "ดุสเซลดอร์ฟ"

อย่างไรก็ตามในยุโรปพาหะของการกลายพันธุ์นี้เท่านั้นไม่กี่เปอร์เซ็นต์ของประชากรและเป็นการยากที่จะหาผู้บริจาคที่เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์ และในบางประเทศ เช่น ในประเทศจีน ซึ่งแทบไม่มีผู้ให้บริการขนส่งเลย สิ่งนี้กลายเป็นงานที่เป็นไปไม่ได้เลย

เทคโนโลยีการแก้ไขจีโนมสมัยใหม่ทำให้สามารถทำได้โดยไม่ต้องมีผู้บริจาค ในการทำเช่นนี้ คุณจะต้องนำเซลล์ของผู้ป่วยมาและแนะนำการกลายพันธุ์ที่จำเป็นหรือเพียงแค่ทำลายยีนที่เกี่ยวข้อง นี่เป็นครั้งแรกที่บริษัทตัดสินใจทำเช่นนี้การบำบัดด้วยซังกาโม: พวกเขารายงานการทดลองทางคลินิกครั้งแรกในปี 2014

สำหรับการแก้ไขจีโนมนักวิจัยใช้ซิงค์ฟิงเกอร์นิวคลีเอส นี่คือเอนไซม์ที่มีส่วนต่างๆ ซึ่งจริงๆ แล้วคือ “นิ้ว” ที่สามารถจดจำลำดับเฉพาะใน DNA ได้ และส่วนที่สามารถนำการแตกของสาย DNA ถัดจากลำดับนี้

เซลล์ T ในเลือดถูกนำมาจากผู้ป่วย 12 รายและเพิ่มไปยังจีโนมของพวกมันถูกเปลี่ยนแปลงและกลับคืนสู่ร่างกาย ณ จุดนี้ อาสาสมัครไม่ได้รับการรักษาเอชไอวีอีกต่อไป เซลล์ที่แก้ไขได้หยั่งรากในร่างกายของผู้ป่วย แต่ไม่สามารถต้านทานได้อย่างสมบูรณ์ เซลล์ที่แก้ไขแล้วต้องกลับไปใช้ยาต้านไวรัส หลังจากนั้น Sangamo Therapeutics หยุดการพัฒนายาเอชไอวีและเปลี่ยนไปต่อสู้กับโรคอื่น

ตั้งแต่นั้นมา "นิ้วสังกะสี" ก็ถูกแทนที่ด้วยเทคโนโลยีการแก้ไขจีโนมใหม่ - ระบบ CRISPR / Cas9 มันแตกต่างในข้อดีตรงที่มันไม่ใช่โปรตีนที่มีหน้าที่ในการจดจำ DNA ในตัวมัน แต่เป็นโมเลกุล RNA ซึ่งสังเคราะห์ได้เร็วกว่าและง่ายต่อการสร้างเฉพาะสำหรับลำดับเฉพาะ

HIV —เจ้าของสถิติการกลายพันธุ์

ไวรัสโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องมีหลายกลยุทธ์การอยู่รอด ประการแรก ระยะเวลาของการเกิดโรค: ไวรัสต้องการไวรัสเพื่อให้บุคคลมีเวลาแพร่เชื้อไปยังผู้อื่น ประการที่สอง ไวรัสได้รับประโยชน์จากทางที่เชื้อโรคเข้าสู่ร่างกาย โดยเฉพาะการแพร่เชื้อทางเพศสัมพันธ์

ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าผู้หญิงมีแนวโน้มที่จะติดเชื้อจากคู่นอนที่ติดเชื้อมากกว่า 3 เท่า นี่เป็นเพราะโครงสร้างของอวัยวะเพศและน้ำอสุจิจำนวนมากในผู้ชาย 

กลยุทธ์การอยู่รอดที่สามของไวรัสภูมิคุ้มกันบกพร่อง immuno- การเข้าสู่ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์ และในที่สุด "การประดิษฐ์" อื่นของเอชไอวีในการต่อสู้เพื่อความอยู่รอด - การกลายพันธุ์ซึ่งสำหรับเขารับประกันได้ว่าการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของผู้ติดเชื้อจะไม่สามารถโจมตีเขาได้ ต้องใช้เวลาในการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่จะเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น ถ้าคนป่วยเป็นไข้หวัดใหญ่ ระบบภูมิคุ้มกันจะใช้เวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์ในการกระตุ้นและทำลายไวรัส แต่เอชไอวีกลายพันธุ์อย่างรวดเร็วจนภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นในผู้ติดเชื้อจะไม่รู้จักไวรัสในหนึ่งสัปดาห์

วัคซีนเอชไอวี

เมื่อต้นเดือนธันวาคม 2563 หัวหน้า RospotrebnadzorAnna Popova พูดถึง "ความพร้อมในระดับสูง" ของวัคซีน HIV ของรัสเซีย นักพัฒนายืนยันกับผู้สื่อข่าวว่าในระยะแรกของการทดลองทางคลินิก อาสาสมัคร 100 เปอร์เซ็นต์พัฒนาแอนติบอดีต่อไวรัส อย่างไรก็ตาม บทความที่มีรายงานของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ย้อนกลับไปในปี 2016 

วัคซีนที่โปโปวาพูดถึง (“CombiHIVvac”) กำลังได้รับการพัฒนาโดย Novosibirsk Vector Center 

ตามกลไกการออกฤทธิ์ "CombiHIVvac" หมายถึงวัคซีนโพลีเอพิโทป นี่คืออนุภาคคล้ายไวรัสเทียม นั่นคือ "กล่อง" โปรตีน ซึ่งภายในมี DNA ทรงกลมพร้อมยีนของไวรัสบางชนิด

การออกแบบดังกล่าวควรทำให้เกิดความสงสัยในทันทีในภูมิคุ้มกันสองแขนง บีเซลล์ควรตอบสนองต่อโปรตีนบนพื้นผิวและเริ่มผลิตแอนติบอดีจำเพาะไวรัส และดีเอ็นเอจะต้องเข้าไปในเซลล์ของมนุษย์และทำให้พวกมันรวบรวมโปรตีนพื้นผิวของไวรัสหลายชนิด และแนะนำให้พวกมันรู้จักกับทีเซลล์

แต่สิ่งเดียวที่เรารู้เกี่ยวกับประสิทธิภาพของ CombiHIVvac ในวันนี้คือผลการทดสอบระยะแรก ซึ่งตีพิมพ์ในปี 2559 ในวารสาร Bioorganic Chemistry

แอนติบอดีจากเลือดของอาสาสมัครถูกทำให้เป็นกลางชนิดย่อยต่าง ๆ ของไวรัสที่มีประสิทธิภาพต่างกัน หกเดือนหลังการฉีดวัคซีน ตัวเลือก A / 392 สามารถ "ทำให้เป็นกลาง" แอนติบอดีใน 71 เปอร์เซ็นต์ของผู้เข้าร่วมและตัวเลือก B / PV04 - เพียง 29 เปอร์เซ็นต์เท่านั้น และหนึ่งปีหลังจากการฉีด แอนติบอดีเหล่านี้ไม่เหลืออยู่ในเลือด

วิธีการศึกษาเอชไอวีในปัจจุบัน

เมื่อปลายเดือนพฤษภาคม 2564 นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรียค้นพบบทบาทสำคัญของโมเลกุลของอิโนซิทอล เฮกซาคิสฟอสเฟต (IP6) ในวงจรชีวิตของ Rous sarcoma (RSV) ซึ่งเป็นของไวรัส RNA ในตระกูลเดียวกันกับเอชไอวี

ทีมวิจัยได้ศึกษากลไกการออกฤทธิ์ของโมเลกุล IP6 ซึ่งใช้ในการประกอบอนุภาคของไวรัส Rous sarcoma และระบุบทบาทที่สำคัญในวงจรชีวิตของ RSV และ retroviruses ที่คล้ายคลึงกัน

โมเลกุลเองแทนที่สารประกอบของกรดฟอสฟอริกและแอลกอฮอล์อิโนซิทอล สังเกตพบในปริมาณมากในเซลล์ของมนุษย์

โมเลกุลส่งเสริมการเชื่อมต่อเป็นhexamers และ pentamers ซึ่งเป็นส่วนประกอบของ capsid เป็นโครงสร้างหกหน่วย ในเวลาเดียวกัน หากขาด IP6 เยื่อหุ้มโปรตีนจะถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างไม่เป็นระเบียบ ซึ่งป้องกันการปรากฏตัวของอนุภาคไวรัสที่ทำงานได้

อ่านเพิ่มเติม:

นักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นขุดเจาะพื้นมหาสมุทรใกล้ฟุกุชิมะที่ความลึก 8,000 เมตร

แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของสมองจะช่วยให้ AI สามารถคิดได้เหมือนมนุษย์

ดาวมฤตยูได้รับสถานะของดาวเคราะห์ที่แปลกประหลาดที่สุดในระบบสุริยะ ทำไม?