HIV-1感染的人源化小鼠中的病毒實驗對比
自從愛滋病流行以來，科學家們一直在拚命解決從人體中清除所有人體免疫機能喪失病毒（HIV）的問題。
根據聯合國愛滋病規劃署的統計，全世界有超過3670萬人感染了人類免疫缺陷病毒（HIV-1），每天有超過5000人感染新的愛滋病病毒。
愛滋病毒
愛滋病病毒是一位真正的偽裝大師，它在人體內擴散時會改變它的外觀。即使所有其他方法都失敗了，病毒也可以將其遺傳模板隱藏在我們自己的DNA中，準備好在未來隨時出現。
由於這種保持低調的天賦，人類目前能做的事情就是使用一系列藥物，這些藥物旨在將致命的病原體保持在潛伏期，防止其出現並破壞人體的免疫系統。
在臨床中，抗逆轉錄病毒療法（ART）通過阻止病毒生命周期的各個步驟來限制愛滋病毒感染。然而，這種技術不能從宿主基因組中消除HIV-1原病毒DNA的整合拷貝。因此，愛滋病毒在感染者體內持續處於潛伏狀態。而且，一旦停止抗逆轉錄病毒療法，容易導致愛滋病病毒重新激活以及繼續發展，最終變成為獲得性免疫缺陷綜合症（愛滋病）。
因此，任何愛滋病治療策略的主要挑戰是消除整合的原病毒DNA或攜帶病毒。然而，到目前為止，完全消除HIV-1感染的感染人類宿主僅有兩個成功例子。
難題的原因有幾個，這包括對病毒儲庫的治療途徑不足，病毒和易感細胞的連續來源的快速傳播，以及未能消除殘留的潛在整合前病毒DNA。
一旦停止抗逆轉錄病毒療法，所有單個或組合治療方法均會出現愛滋病毒普遍反彈。消除感染的另一個障礙是在感染髮作後並且在病毒出現血症峰值之前會有愛滋病病毒潛伏期。
使用強效抗逆轉錄病毒藥物進行早期干預可能有助於進一步縮病毒庫的規模並最終促進病毒的消除。因此，如果要在停止抗逆轉錄病毒療法後令愛滋病病毒不再復甦，則需要多模式穩健的藥物策略來完全消除HIV-1。
在HIV-1感染的人源化小鼠中通過CRISPR-Cas9切除HIV-1 DNA
為了滿足這一需求並設計出合適的治療策略，美國內布拉斯加大學醫學中心和坦普爾大學的研究人員生產出了高度疏水的親脂性病毒儲庫滲透抗逆轉錄病毒前藥，這些前體藥物被稱為長效慢效釋放抗逆轉錄病毒療法藥物（LASER ART）。其特性是緩慢的藥物溶解，增強的親脂性，改善生物利用度和有限的脫靶毒性，這直接影響抗逆轉錄病毒療法施用的頻率，從每天到數周。這種藥物在數天到數周時間內在血液和組織病毒庫中維持有效的抗逆轉錄病毒藥物濃度。
消除HIV-1的工作模式
然而，無論藥物如何成功地限制病毒感染，單獨的長效慢效釋放抗逆轉錄病毒療法藥物療法不能消除感染宿主的潛伏HIV-1病毒。因此，科學家們使用AAV 9開發出了基於CRISPR-Cas9的基因編輯技術，從宿主基因組遞送特異性和有效地切除集成HIV-1原病毒DNA的片段。
科學家們現在已經意識到，基於CRISPR-Cas9的技術在最大病毒限制和絕對原病毒DNA負荷的實質性減少方面可能是最有效的手段。因此，將兩種方法結合起來可以為愛滋病病毒消除提供最大的益處。
研究人員利用這種組合方法，將13隻小鼠中的5隻成功清除了愛滋病毒。
研究人員證明在人類傳染病的實驗模型中消除了具有複製能力的HIV-1。從HIV-1感染的脾臟和淋巴組織以及來自用LASER ART和AAV 9治療的先前感染的人源化小鼠的廣泛實體器官實現病毒清除。
在沒有治療後以及病毒反彈的情況下，科學家們使用超敏感HIV-1核酸檢測方法，最終證實了小鼠體內愛滋病病毒清除，並且無法從那些受感染和雙重治療的小鼠體內轉移病毒，以複製進未感染的未治療小鼠體內。
科學家們得出結論，通過結合長效慢效釋放抗逆轉錄病毒療法藥物和基因編輯的組合方法進行愛滋病病毒消除是可能的。
如果我們可以對人們應用相同的方法，那就意味著愛滋病患者可以不用每日服用逆轉錄病毒藥物以及其它藥物 。鑒於目前全世界有近4000萬人患有這種病毒，這種治療方法將是一項令人興奮的發展。
不幸的是，CRISPR基因編輯作為一種醫學技術仍然處於起步階段，我們仍然沒有很好地掌握，它可能對人體造成的傷害。
但與早期用於去除或解剖基因序列的方法相比，CRISPR可以輕鬆編程，達到前所未有的精確度。這使其成為任何渴望在分子水平上進行顯微外科手術的研究人員的強大工具。
利用CRISPR基因編輯技術，已經有設計使用它去除其他病毒的方法，如皰疹，遺傳性心臟病等等。
但這項技術充滿激烈的爭議。
即使我們對使用它改變我們自己的基因的倫理問題置之不理，CRISPR硬體本身並不像我們希望的那樣乾淨，可能會引起變化，從而 增加患癌症的風險。
在愛滋病的治療研究中，HIV病毒通常需要幾天才能重新出現在未經處理的轉基因小鼠體內。但在免費治療8周後，13隻受感染的受試小鼠中，只有5隻沒有病毒基因的痕跡，這意味著這種方法仍然存在無法徹底清除病毒的可能性。
毋庸置疑，老鼠無法替代真正的人類。關於靈長類動物的實驗正在進行，這可以進一步證明我們應該對CRISPR作為愛滋病治療的前進方向抱有多大希望。
問題是，我們會在短期內對自己進行測試嗎？
美國食品和藥物管理局（FDA）一直猶豫不決。去年早些時候，FDA否決了生物技術公司要求在基於CRISPR的鐮狀細胞貧血症治療研究方面取得進展。不過，去年12月份，另一家公司獲准試用這種方法治療兒童失明。
很明顯美國的管理機構正在以極其謹慎態度審視這項技術。
他們應該這樣做，但愛滋病治療研究已經迫在眉睫。
該研究發表在《自然通訊》期刊（Nature Communications）上。