實驗性 mRNA 遞送系統在實驗室細胞中重新活化潛伏 HIV

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Experimental mRNA Delivery System Reactivates Hidden HIV in Laboratory Cells

遞送技術取得突破,但尚未治癒 HIV

墨爾本的研究人員研發出一種名為 LNP X 的脂質奈米粒子,在實驗室實驗中,能以超過 75% 的效率將信使 RNA 遞送至靜止的 CD4 T 細胞。這套系統也重新活化了從 HIV 感染者身上採集的細胞中的潛伏 HIV,克服了尋找治癒方法的一大障礙:觸及治療期間保持沉默的受感染細胞。

目錄
  1. 遞送技術取得突破,但尚未治癒 HIV
  2. 為何受抑制的 HIV 仍可能復發
  3. LNP X 將什麼帶入靜止細胞
  4. 實驗實際證實了什麼
  5. CRISPR 遞送是另一項成果
  6. 重新活化後,仍須設法清除受感染細胞
  7. 從 2020 年的構想到動物試驗
  8. 讓患者受益前還須進行哪些測試
  9. 重點整理

這項研究於 2025 年 5 月 29 日發表在《Nature Communications》,由墨爾本大學彼得多赫提感染與免疫研究所進行。研究人員 Paula Cevaal、Stanislav Kan、Bridget Fisher 與 Michael Moso 在 Sharon Lewin 和 Michael Roche 的實驗室工作。

研究的核心發現是遞送技術與 HIV 重新活化,而非清除感染。科學家使用的是分離出的細胞,不是對人施用的治療。他們並未證明 LNP X 能清除 HIV 病毒庫、讓任何人停用藥物,或治癒 HIV。

研究第一作者、多赫提研究所研究員 Paula Cevaal 在聲明中如此描述研究成果:

身為 HIV 治癒研究人員,我們的目標一直是觸及病毒藏匿之處,

能觸及 HIV 與能將它清除,是兩回事,這項區別十分重要。這項實驗提供了一種方法,讓潛伏病毒活化,並可能被免疫防禦機制辨識。成功的治療仍須確保受感染細胞遭到清除,或讓 HIV 在不持續使用抗反轉錄病毒藥物的情況下受到控制。

為何受抑制的 HIV 仍可能復發

抗反轉錄病毒治療能阻止 HIV 增殖,並讓病毒持續受到抑制。這種治療有助患者活得更久、更健康,也能降低傳播風險,但無法清除所有受感染細胞。

HIV 會將遺傳物質嵌入人體細胞的 DNA 中。一些受感染的 CD4 T 細胞會進入靜止狀態;這些細胞有助協調免疫反應。此時,病毒遺傳物質大多維持不活躍,病毒活動量低到不足以讓免疫防禦機制辨識受感染細胞。

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這些細胞構成 HIV 病毒庫的一部分。其中一些細胞留存的病毒仍有能力重新啟動感染,這也解釋了為何停藥後 HIV 可能反彈。藥物能控制活躍的病毒複製,但潛伏的病毒 DNA 是另一個問題。

墨爾本的研究聚焦於逆轉潛伏感染,也就是促使隱藏的 HIV 恢復活動。這種方法有時稱為「踢出並殺死」(kick and kill):第一步喚醒病毒,第二步則必須清除受感染細胞。這項新研究推進了第一步,但第二步仍未解決。

LNP X 將什麼帶入靜止細胞

信使 RNA,簡稱 mRNA,是一套暫時性的指令,細胞會依此製造蛋白質。研究人員將這些指令包裹在脂質奈米粒子中;這種由脂肪物質構成的微小粒子,能協助將所載物質送入細胞。

這種遞送概念與 COVID-19 mRNA 疫苗相似,但用途不同:研究人員希望將指令送入靜止的 T 細胞,活化其中已存在的 HIV,而不是讓人接種疫苗以預防新的感染。

要將 mRNA 遞送至靜止的 CD4 T 細胞並不容易。遞送方法必須讓足量物質進入細胞,同時避免細胞受損或遭到非預期的活化。LNP X 的設計目的就是解決這個問題。

歐洲愛滋治療團體(European AIDS Treatment Group)於 6 月 29 日的摘要中,介紹了包括 HIV Tat mRNA 與 HIV 長末端重複序列 CRISPR 活化(CRISPRa)在內的候選工具遞送方式。摘要指出,這些是實驗室研究結果,並非對人體治療有效的證據。

Tat 實驗使用的 mRNA,帶有編碼 HIV Tat 蛋白前 72 個胺基酸的指令。Tat 有助活化病毒轉錄,也就是將遺傳指令複製成 RNA 的過程。遞送這種蛋白質的製造指令,促使潛伏的 HIV 遺傳物質活化。

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實驗實際證實了什麼

研究報告指出,靜止 CD4 T 細胞中的遞送效率超過 75%。轉染效率是這項測量的技術用語,指遺傳指令成功導入細胞的程度。這不代表 75% 的 HIV 已被清除,也不代表 75% 的受感染細胞遭到摧毀。

這項區別能避免把令人振奮的實驗室數據誤當成治癒率。高效率遞送是這種方法的必要條件,但只是科學家希望開發的治療方式之一環。

Tat mRNA 讓從 HIV 感染者身上採集、並在體外研究的 CD4 T 細胞逆轉 HIV 潛伏感染。這類實驗稱為離體實驗(ex vivo),意指細胞取自人體,但採集後才接受處理。

研究人員表示,在受測條件下,未觀察到明顯毒性或非預期的 T 細胞活化。這是令人鼓舞的結果,因為過去一些逆轉潛伏感染的嘗試,曾面臨活性不足或對目標以外部位造成有害影響等問題。

實驗室觀察結果無法證明這種方法在活體全身都安全。培養皿中的細胞接受的是受控暴露;若對人體施用奈米粒子,粒子必須在體內循環、抵達相關組織並遞送所載物質,同時不能在其他部位造成不可接受的影響。這項研究尚未解決這些挑戰。

CRISPR 遞送是另一項成果

LNP X 也成功遞送了 CRISPR 活化工具。CRISPRa 使用源自 CRISPR 技術的元件,提高特定遺傳目標的活性;這與利用 CRISPR 切除 HIV DNA 或永久使其失效不同。

這些實驗的詳細說明指出,CRISPR 活化是在永生化人類 T 細胞株中展示。這是一群可供反覆實驗研究的細胞。相較之下,Tat 逆轉潛伏感染的實驗則使用了從 HIV 感染者身上採集的 CD4 細胞。

較概括的說法會將 Tat 與 CRISPRa 一起列為 LNP X 搭載的候選工具。兩者實驗環境不同,這一點很重要:在實驗室細胞株中取得的結果,不能證明相同方法在患者的靜止細胞中也有同樣效果,更不能證明在人體內有效。

研究人員展示了一種可搭載多種物質的遞送平台,但未證明此平台能在臨床情境中從人體細胞切除 HIV。基因切除或永久使 HIV 失效,仍是未來可能的應用,而非這項研究已證實的成果。

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重新活化後,仍須設法清除受感染細胞

HIV 活化後,可能透過其產生的病毒物質暴露受感染細胞,讓免疫防禦機制或其他治療有機會將其清除。然而,僅讓病毒暴露並不保證細胞會被殺死。

過去的潛伏感染逆轉藥物雖能在實驗室實驗中提高 HIV 活性,卻無法單靠自身可靠地縮小病毒庫。有些藥物也會對 HIV 以外的目標產生作用,並可能造成毒性。這些經驗說明,即使有更有效的病毒重新活化方法,仍須將它納入完整治療策略中測試。

墨爾本團隊正在研究一種遞送指令、但不會廣泛活化 T 細胞的方法。重新活化病毒與活化整個免疫細胞,是兩種不同的生物事件。避免後者或許有助降低非預期影響,但這項優勢仍須在分離細胞以外的環境中測試。

未來的方法可能會結合逆轉潛伏感染與另一種協助清除受感染細胞的介入方式,例如強化免疫系統對抗 HIV 的治療。這項研究尚未確定哪些組合有效、能縮小病毒庫多少,或是否能預防病毒反彈。

從 2020 年的構想到動物試驗

與 Michael Roche 共同監督這項研究的 Sharon Lewin 表示,研究計畫源自 COVID-19 疫情期間開始的工作。她在聲明中說明,較早期的 mRNA 計畫如何促成 HIV 研究:

早在 2020 年,我的實驗室就開始研究利用 mRNA 遞送 COVID-19 新療法。儘管 HIV 與 COVID-19 是截然不同的病毒,這項工作仍為 HIV 研究帶來許多新想法,

這段歷程既呈現這項發現背後多年的研發,也顯示這項治療構想仍處於早期階段:

  • 2020 年:Lewin 的實驗室開始探索以 mRNA 遞送潛在的 COVID-19 治療方法,這項工作啟發了 HIV 研究計畫。
  • 2025 年 5 月 29 日:《Nature Communications》刊出 LNP X 研究。
  • 2025 年 6 月:相關報導指出,研究團隊正準備進行臨床前動物試驗。
  • 2025 年 6 月 29 日:歐洲愛滋治療團體發布實驗室研究結果摘要。

研究人員未公布人體試驗開始日期。在此之前,必須先透過動物試驗檢驗這種遞送方式與 HIV 重新活化能否在活體中安全進行。

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讓患者受益前還須進行哪些測試

後續研究須確認適當劑量、安全性與生物分布。生物分布是指奈米粒子在體內移動並聚集的位置。一套能高效率遞送至分離細胞的系統,在面對器官、組織與其他細胞類型時,表現可能不同。

研究人員也須確認,能否觸及足夠比例的相關病毒庫,以及能否將病毒重新活化與可靠清除感染細胞結合。臨床研究計畫必須分辨 HIV 活性暫時增加與感染持續減少之間的差異。

醫師 Benjamin Young 醫學博士、哲學博士預估,較樂觀的研發時程是先進行兩至三年的非人體研究,接著可能需要長達 10 年的人體第一、二、三期試驗。這些階段通常從初步安全性測試開始,逐步評估療效,並在較大規模的受試者群體中確認結果。

這項預估並非研究人員公布的時程,進度也取決於每個階段能否取得可接受的結果。即使研發順利,建立具臨床實用性的治療方式仍可能需要多年。

這項遞送平台也可能用於 HIV 以外的領域。共同監督研究的 Michael Roche 指出,癌症與自體免疫疾病或許是未來可探索的方向:

HIV 藏匿其中的白血球也參與其他疾病,包括某些癌症與自體免疫疾病,

這些可能性取決於能否將不同指令送入相關免疫細胞。HIV 實驗並未證明這種方法對癌症或自體免疫疾病有效。對目前的 HIV 感染者而言,實際建議並未改變:這些實驗室發現不是停用抗反轉錄病毒治療的理由。

重點整理

  • 2025 年 5 月 29 日發表的研究是在實驗室細胞中測試 LNP X,並非對人施用的治療。
  • 研究報告指出,mRNA 在靜止 CD4 T 細胞中的遞送效率超過 75%,這不是治癒率。
  • Tat mRNA 重新活化了從 HIV 感染者身上採集的細胞中的潛伏 HIV。
  • 在受測的實驗室條件下,未觀察到明顯毒性或非預期的 T 細胞活化。
  • 研究也展示了 CRISPR 活化工具的遞送;詳細說明指出,實驗使用永生化 T 細胞株。
  • 進行人體試驗前,仍須完成動物研究、劑量評估與安全性測試。目前未公布試驗開始日期。
  • 重新活化 HIV 本身無法清除感染,仍須持續接受抗反轉錄病毒治療。
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