全球约有近3,800万人感染了HIV-1病毒（PLWH），在美国估计有120万人感染。HIV-1感染是无法被完全治愈的，因为病毒会潜伏在长寿命、静止的记忆CD4+T细胞中。当抗逆转录病毒治疗（ART）停止时，这些潜伏的病毒会重新活跃，导致病毒血症的再次升高，因此患者需要终身接受治疗。趋化因子受体基因CCR5是HIV-1病毒感染CD4+T细胞的主要辅助受体。
纯合的CCR5 D32移码突变，会导致编码区缺失32个碱基对(CCR5D32/D32)，进而消除细胞表面CCR5的表达。这一变异赋予了对CCR5亲和性HIV-1变种的天然抵抗力。大约10%的北欧白人携带CCR5中的D32突变；然而，只有1%的人是突变纯合子。
利用CCR5D32/D32干细胞移植可以根除HIV-1宿主，采用对HIV-1具有抵抗力的免疫系统替代原有的免疫系统，最终实现HIV-1的缓解和治愈，尤其适用于因潜在疾病而需要移植的HIV感染者。已有报道指出使用无关的成年CCR5D32/D32干细胞捐赠者，成功治愈了两个HIV-1感染案例。
在先前成功治愈两名男性HIV-1患者的异基因干细胞移植程序基础上，一项新的研究报告了该方法的更广泛应用。该研究展示了首例使用CCR5D32/D32单核细胞移植治疗急性髓系白血病的混血女性，这种方法可能导致治愈。这种移植使得患者对HIV毒株产生了抗药性，即使在停止使用抗逆转录病毒药物的情况下，也没有检测到可观察的病毒。这位女性患者接受了CCR5D32/D32单脐带移植治疗急性髓系白血病，并获得了缓解。移植后，她可能也治愈了HIV-1感染。在随访期间，她的CCR5D32/D32嵌合率达到100%，并持续了4.8年。这种干细胞移植可能对HIV-1携带者具有治愈的潜力。
CCR5D32/D32干细胞移植是一种罕见的治疗方式，主要用于治疗携带HIV-1的非白人患者。脐带血移植可能是更好的选择，即使与患者的人类白细胞抗原(HLA)部分匹配，也能减少移植物抗宿主疾病的发生。
近期刊载于Cell期刊中的一篇报告，介绍了一名中年混血妇女的病例，她在接受抗逆转录病毒治疗4年后发展为急性髓系白血病，随后接受了CCR5D32/D32纯合子脐带血移植，并结合了来自亲属捐赠者的干细胞。这一治疗方案带来了病情缓解，并支持了可能的HIV-1治愈效果。
研究中，参与者接受移植后，CCR5D32/D32 CB细胞快速植入和免疫替代，AML病情得以缓解。HIV-1复制在移植前被抑制到临床无法检测的水平，即使在ART中断后仍保持不变。相关的病毒、免疫学和潜伏的HIV-1储存库研究与移植前可检测到的外周血中HIV-1的清除一致。她在移植后55个月仍然没有癌症，在停用抗逆转录病毒治疗18个月后没有病毒反弹，这表明病情有所缓解，可能治愈了HIV-1。在非抗逆转录病毒治疗期间，移植后没有检测到具有复制能力的前病毒贮备库。在ART中断前的多个时间点在血浆中检测到抗逆转录病毒药物(ARV)，但ART中断后未检测到抗逆转录病毒药物(ARV)，证实了无ART的HIV-1缓解和可能的治愈。
研究结果
IMPAACT P1107是一项观察性研究，旨在纳入年龄超过12个月至成年的HIV-1携带者，他们需要进行异基因干细胞移植来治疗潜在疾病，如血液系统恶性肿瘤。这项研究采用了来自StemCyte的预先筛选的Cbus，其中包括杂合子和纯合子的CCR5D32等位基因，作为一种策略，以同时治愈潜在疾病和HIV-1。在2013年开始该研究时，StemCyte已经筛查了18,000个Cbus，并确定了171个CCR5D32/D32纯合子单位；目前，他们拥有300多个纯合子脐带单位。该研究由美国国立卫生研究院赞助的艾滋病临床试验小组(ACTG)和国际血液和骨髓移植研究中心(CIBMTR)共同支持，以招募成年参与者，并收集有关美国干细胞移植收集的临床和实验室数据。
有两名参与者参加了IMPAACT P1107临床试验。第一位参与者是一名中年男性，他携带HIV-1病毒并患有霍奇金淋巴瘤。他接受了CCR5D32/D32脐带血干细胞的单髓移植。然而，他在移植后一年内失去了CCR5D32/D32供体移植物，并最终因霍奇金淋巴瘤复发而去世。在这个过程中，研究团队没有对移植物和淋巴瘤复发之间的储备库进行评估。在移植后长达51周的时间里，研究团队检测到了HIV-1的DNA（11.1拷贝/mL）和可以检测到的低水平的病毒血症（1.3拷贝/mL 的HIV-1RNA）。尽管临床检测仍未检测到<20拷贝/mL 的病毒，但这证实了产生HIV-1的细胞的持久性存在。接下来是第二位参与者，一名女性的描述。
1.个案研究
一名妇女在被诊断为急性髓系白血病前4年，被诊断为急性HIV-1感染。这名患者自称是多人种混血。在诊断HIV-1时，她的血浆病毒载量(VL)超过了定量上限，即>1,000,000个HIV-1 RNA拷贝/mL (图1A)。患者在急性HIV-1感染期间接受了替诺福韦、富马酸/恩曲他滨和雷替格雷的治疗。
在感染HIV-1期间，参与者接受了抗逆转录病毒疗法（ART）。经过5个月的治疗，她的病毒载量降低到无法检测的水平。在治疗过程中，她多次改变了ART方案，但其中没有一次是因为病毒学失败而更换。她成功控制了血浆病毒血症，但在一次中性粒细胞减少的情况下，病毒血症短暂上升，后来被诊断为急性髓系白血病。(图1A)。
(A)HIV-1诊断时、AML诊断前后和干细胞移植时的HIV-1血浆病毒载量
(B)单脐带干细胞移植方案
(C)临床病程、移植前的免疫状况和移植后的免疫重建
在被诊断患有高危AML，伴有7号单体细胞遗传学异常后的四年，她再次被重新诊断为急性HIV-1感染。她接受了伊达比星和阿糖胞苷的标准诱导化疗，随后获得了形态和细胞遗传学的缓解。她还接受了一个周期的大剂量阿糖胞苷巩固治疗。在诱导化疗期间，她有一过性的低水平病毒血症，达到150个HIV-1RNA拷贝/mL，支持产生HIV1的细胞在抗逆转录病毒治疗上的持久性(图1A)。
通过StemCyte注册表的搜索，研究团队找到了5个携带CCR5D32/D32突变的相容脐血单位（CBU），它们与患者的人类白细胞抗原（HLA）匹配度达到4/8或更高。同时，研究团队还找到了一位与野生型CCR5等位基因相匹配的单倍体相合的成人供者。在2017年，该患者接受了单倍体移植，移植来源于与其完全匹配的单倍体相合的成人供者的外周血，随后又使用了5/8匹配的CCR5D32/D32 CBU。移植过程中采用了预适应方案和GVHD预防措施。移植后的恢复情况良好，各项指标逐渐恢复到正常水平(图1C)。
受试者在移植后2个月出现了无症状的巨细胞病毒（CMV）病毒血症，并接受了口服伐昔洛韦治疗。移植后28个月，出现了无症状的EBV再激活，接受了利妥昔单抗治疗以缓解EBV病毒血症。移植后5个月，B细胞恢复正常(图1C)。
在移植后的最初两年中，受试者多次发生上呼吸道感染，包括多种病毒感染。整个过程中，受试者保持HIV-1携带者身份，未出现移植物抗宿主病。移植后4年的骨髓活检显示AML持续缓解 (图2)。
在移植后超过55个月的随访中，所有临床实验室测试显示HIV RNA水平均无法检测到，包括脑脊液中的HIV-1 RNA也无法检测到。在移植后107周的单个时间点，通过单拷贝分析在血浆中检测到微量的低水平HIV-1 RNA，但随后的测试未发现HIV-1 RNA，这并不意味着即将出现反弹。研究参与者在移植后30个月中断ART方案，持续13天后由于新冠肺炎疫情中断。移植后37个月再次中断ART，HIV-1 RNA水平仍无法检测到，在ATI后18个月内也没有检测到目标，这预示着HIV-1的缓解和可能的治愈(图1A)。
2.ART终止的时间安排
根据已发表的有关伦敦患者的文献（在移植后16个月停止ART）、参与者停止ART的意愿以及在新冠大流行期间获得医疗服务的情况，研究团队选择了在研究团队的研究参与者中停止ART的最佳时间，这导致研究团队在移植后大约3年停止了ART。这一决定与关于精液病毒根除和ART治愈的最初估计时间一致，即移植后3年。需要强调的是，没有长期存留的病毒潜伏库。
(A)用CD33测定骨髓细胞系嵌合体。(B)CD3检测淋巴系嵌合体。
移植后14周，CD3和CD33嵌合率为100%CCR5 D32/D32 CBU细胞，移植后4年仍维持。受者(橙色阴影)、半相合供者(蓝色)和脐带血细胞(灰色)嵌合体。黑线表示从周到年的时间变化。
3.病毒学标记
受试者在进行单脐带血移植前，经过4年的有效抗逆转录病毒治疗，对HIV-1持久性进行的各项分析结果均呈阳性。在移植治疗结束后，团队对参与者的CD4+T细胞进行了长达53周的观察，发现其没有病毒生长或复制能力的潜在病毒库，显示移植后潜在病毒库的大小至少减少了153%(图3)。
移植后，一直无法检测到HIV-1 DNA和血浆HIV-1 RNA的存在，然而在移植后176周的检测中，发现了微量的HIV-1 DNA，之后每百万个PBMC中存在1.1个拷贝。移植后107周曾检测到低水平的病毒血症。除了这两个时间点外，其他时刻均未检测到HIV-1 DNA和RNA的阳性结果。在移植后55周，根据估计，CD4+T细胞中的潜伏库大小为低于0.46IUPM。为了更好地理解这一现象的临床意义，需要进一步的随访观察。
移植前的病毒分析显示患者的HIV-1属于CCR5亲和型，不具有CXCR4亲和性。移植后27个月，对供者脐带PBMC和正常供者PBMC进行了测试，以评估其对自体潜伏克隆以及R5和X4亲和力实验室菌株的感染性恢复情况。移植的CCR5D32/D32 CBU对自体潜伏克隆和R5和X4亲和力实验室菌株均表现出抗性。对照供体PBMC对所有测试分离株的复制动力学表现正常。在停用抗逆转录病毒药物的18个月期间，未检测到可检测到的抗逆转录病毒药物水平。
(A)血浆病毒载量(HIV-1RNA拷贝数/mL)用单拷贝病毒载量分析法定量；血浆病毒载量分析的检测限在<0.5到<0.9 HIV-1RNA拷贝/mL之间。
(B)用滴状数字聚合酶链式反应方法测量与细胞相关的HIV-1 DNA(拷贝数/106个细胞)，该方法可检测到1.25个拷贝/1 3106个细胞，检测限(95%的时间检测到浓度)小于4.09个拷贝/106个细胞。
(C)液滴数字聚合酶链式反应检测2-LTR环(拷贝数/106个细胞)。
(D)由QVOA确定的潜在水库大小，以每百万个CD4+T细胞感染单位(IUPM)表示。
闭合和开放符号代表每个生物标志物的可检测和不可检测的水平。蓝色虚线表示ATI。
4.免 疫
研究发现，发生HIV-1感染后，免疫细胞呈现出一系列特定的变化，类似于接受抗逆转录病毒治疗后的免疫细胞特征。而在移植后，免疫细胞的表型保持稳定，呈现出类似于发育免疫的特征。
HIV-1感染的一个标志是免疫激活水平的升高，主要表现为CD4+和CD8+T淋巴细胞的激活程度增加。然而，当前的抗逆转录病毒治疗策略并不能完全逆转这一水平的增加。在移植后的第15周，约100天后进行了第一次研究，CD4+T细胞亚群的免疫激活水平为13.6%，而CD8+T细胞亚群的免疫激活水平为19.4%，均较高。移植后76周，免疫激活T细胞的比例分别下降至1.54%和3.97%。在移植后170周以及ATI（抗逆转录病毒药物暂停）前后的52周，CD4+和CD8+T细胞的免疫激活水平分别保持在1.2%和3.6%的较低水平，这与活跃的HIV-1复制缺乏相一致。
(A)与健康对照PBMC(蓝线)的复制相比(蓝线)，通过培养上清液中的p24抗原测量。
(B)患者PBMC移植后107周(红线)对移植前分离的两个自体潜伏库克隆(A和B)
研究发现，在移植后和抗逆转录病毒治疗暂停（ATI）后，细胞因子和肠道微生物转位蛋白水平出现了特定的变化模式。移植后，炎症因子水平起初升高，然后逐渐恢复到基线水平；而在ATI前，炎症因子水平再次上升，并在ATI后降至基线水平。此外，对植入的干细胞移植来源的免疫细胞进行功能能力检测显示，缺乏对HIV-1的特异性记忆T细胞反应。
参与者在接受移植后失去了对HIV-1的特异性体液反应，这是与柏林和伦敦患者不同的独特特征。在移植前和移植后100天，她对HIV-1特定抗体呈阳性反应（图5），但在移植后52周时，对所有测试的10种蛋白质的HIV-1抗体反应完全丧失。在接种其他疫苗后，她对肺炎球菌、破伤风、脊髓灰质炎、麻疹和风疹等疾病的抗体反应正常。此外，她也产生了针对新型SARS-CoV-2 mRNA疫苗的抗体反应，表明她的免疫系统功能正常。
在进入IMPAACT P1107(第0周)时，在高(++)和低(+)阳性和阴性(Neg)对照中显示出可检测到的HIV-1抗体和抗体谱，以及单脐带移植后的几个时间点，包括ATI后。移植后52周，HIV-1抗体反应丧失，即使在ATI(红线)后仍保持不变。
讨论与分析
研究报告的混合种族的女性接受了CCR5D32/D32 CBU联合半相合移植治疗AML和HIV-1，取得了对HIV-1的成功缓解和可能治愈的案例。这表明CCR5D32/D32细胞对HIV-1的内在抵抗力在治愈过程中发挥了关键作用。此外，该研究也对种族健康公平产生了积极影响，为混合种族患者提供了扩大CCR5D32/D32治疗PLWH的机会。
与之前的案例有何不同？
参与者的遗传特征与柏林、伦敦和杜塞尔多夫的患者存在显著差异，她是一位混血女性，接受了脐带血细胞CCR5D32/D32突变的单脐移植。她没有发生移植物抗宿主病（GVHD），但在抗逆转录病毒治疗后经历了18个月的HIV-1无血症，这可能与无法检测到HIV-1特异性免疫反应有关。与蒂莫西·布朗（柏林患者）相比，她的免疫反应处于正常状态，HIV-1 DNA在接近检测极限的情况下间歇性地被检测到，并且她的CD4+T细胞中存在着一个无法检测到的具有复制能力的HIV-1储存库，这些都支持着可能治愈HIV-1的状态。
1.HIV-1 DNA
HIV-1 DNA的检测结果，可能显示出细胞仍在持续感染或者移植细胞出现了新的感染等情况。在移植后，尽管HIV-1特异性抗体反应会消失，但仍能抵抗新一轮的HIV-1感染。而缺乏HIV-1特异性细胞免疫反应可能与病毒复制无关，也可能是一种假阳性结果。在柏林和伦敦的患者中，移植后的组织中检测到HIV-1 DNA。在抗逆转录病毒治疗（ART）中断后的ATI期间，微量HIV-1 DNA和2-LTR环仍然可检测到。免疫细胞可能长期存活，或者携带病毒的潜伏细胞可能重新激活但无法进行复制。HIV-1抗体反应会随着时间逐渐减弱，但并非完全阴性。
2.抗感染的脐带血干细胞
该研究发现，在体外实验中，移植纯合CCR5D32/D32干细胞的成人个体的CD4+T细胞对CXCR4亲和力的HIV-1的敏感性降低。然而，纯合CCR5D32/D32细胞对伦敦患者的CXCR4实验室菌株显示敏感性。这暗示CCR5D32/D32细胞对CCR5和CXCR4亲和力的HIV-1的敏感性降低，可能会影响CXCR4的表达。需要进一步的研究来了解在CCR5D32/D32免疫选择压力下，是否会对CXCR4亲和性的HIV-1变种选择或新感染的易感性产生影响。
携带CCR5D32/D32突变的个体通常具有良好的健康状况。从理论上来说，人们担心接种疫苗可能会增加一些风险，但也可能具有一定的保护作用，例如预防严重的SARS-CoV-2感染。研究团队的参与者对儿童常规免疫接种和SARS-CoV-2基因疫苗接种表现出正常的体液反应，这证明了新生免疫细胞具有正常的免疫功能。
3.研究存在的局限性
①缺乏组织活检和对细胞相关的HIV RNA的评估。
②移植前缺乏关于HIV-1特异性免疫反应的数据。
③缺乏对其他病毒如CMV或EBV的特异性细胞反应。
④利妥昔单抗对体液免疫丧失的作用程度不清楚。
⑤ART停止前未分析具有复制能力的储备库的大小。
在伦敦的HIV患者研究中，对CD4+T细胞的复制能力病毒进行了分析，并进行了为期30个月的随访，结果未发现病毒反弹，估计有98%的可能性实现终身缓解。使用不同的模型显示，实现终身缓解的概率更高，超过99%，尤其是当供体嵌合体比例达到90%或更高时。尽管已经报告了一些治愈案例，但使用CCR5D32/D32供体进行干细胞移植的失败案例也存在，并且伴随着较高的并发症风险。由于异基因移植仍然是一个复杂的过程，需要慎重考虑。
通过进一步的证据，特别是像研究团队参与者这样的长期随访，CCR5D32/D32纯合子脐带干细胞疗法可能成为治疗HIV-1特定个案的首选。由于筛查的限制和其稀有性，StemCyte银行仅持有有限数量的CCR5D32纯合子脐带血产品。考虑在全球捐赠者库中积极筛查这种突变，可能会导致更有针对性的HIV-1治疗。有重点地收集和筛选脐带血产品也可以扩大获取渠道。研究团队的方法可以作为未来基因疗法修饰CCR5并减弱针对HIV-1治疗的共受体表达的模型。可以想象，在当前的HIV-1治愈研究议程下，希望基于脐带血的细胞治疗和针对CCR5的基因编辑努力实现成功开发，以造福更多的HIV-1感染者。
参考文献：
Hsu J, Van Besien K, Glesby MJ, Pahwa S, Coletti A, Warshaw MG, Petz L, Moore TB, Chen YH, Pallikkuth S, Dhummakupt A, Cortado R, Golner A, Bone F, Baldo M, Riches M, Mellors JW, Tobin NH, Browning R, Persaud D, Bryson Y; International Maternal Pediatric Adolescent AIDS Clinical Trials Network (IMPAACT) P1107 Team. HIV-1 remission and possible cure in a woman after haplo-cord blood transplant. Cell. 2023 Mar 16;186(6):1115-1126.e8. doi: 10.1016/j.cell.2023.02.030. PMID: 36931242.