HIV超感染防御研究进展

熊 竞，丛 喆，魏 强

(中国医学科学院，北京协和医学院，医学实验动物研究所，卫生部人类疾病比较医学重点实验室，国家中医药管理局人类疾病动物模型三级实验室，北京 100021)

1 感染细胞表面CD4受体及共受体CCR5、CXCR4下调介导的超感染抵抗

细胞实验研究表明，HIV/SIV感染后，Vpu、Env、Nef三种HIV蛋白通过不同下调细胞表面CD4受体表达［6］，从而抑制了二次攻击毒株感染细胞。

Benson等［7］将 SIV的nef基因稳定转染至CD4+T细胞，检测发现Nef蛋白表达强烈抑制了细胞表面表达CD4受体，而对细胞内CD4的整体表达水平没有显著影响。然后使用等量HIV感染5个表达Nef蛋白的细胞株及3个Nef蛋白表达阴性的细胞株，结果表明 Nef蛋白阴性的细胞株感染效率远远高于Nef蛋白阳性细胞。从中可推断超感染抵抗与表面CD4表达的下降有关。W ildum等［8］使用表达红色荧光蛋白的vpu、env、nef某一基因突变株感染T细胞然后用带有绿色荧光蛋白的野生毒株再次感染。发现感染表达Nef蛋白的HIV的T细胞从病毒基因表达的一开始就下调CD4；而Vpu、Env两种蛋白下调 CD4的强度相对于Nef蛋白而言较弱，对于超感染的抵抗强度也较弱，再次反映了CD4下调与超感染抵抗正相关。除了能够下调感染细胞表面的CD4，病毒Nef蛋白也可以下调细胞表面CCR5［9］以及 CXCR4受体［10］，因此 CCR5、CXCR4表达下调对超感染也有一定抑制作用。

另使用的共受体不同的HIV-1毒株研究发现，感染早期出现的CCR5嗜性病毒不能使CD4下调，但感染晚期出现的CXCR4或CXCR4/CCR5双嗜性病毒可明显地下调 CD4表面表达［11］。与此一致，Lusso等［12］发现HIV-1巨噬细胞嗜性非细胞病变株不能下调CD4，因此也不能抵抗致病性HIV病毒株对易感T细胞克隆株的再次感染。从另一角度反映了CD4下调与超感染抵抗正相关。

然而HIV-1感染的T细胞中CD4下调动力学分析对该假说提出了疑问。CD4在感染两天后开始下调，此时距细胞进入死亡阶段仅有几小时。在这么短的时间内，T细胞发生超感染的几率非常小，因此CD4的下调的作用也不大。而且，CD4的下调在初始T淋巴细胞中发生地更晚。患者中HIV感染的细胞半衰期预计为1～2d。Voldky等［13］已证实超感染抵抗早在HIV初次感染的4～24h以内就已建立。因此CD4下调的动力学暗示HIV超感染抵抗的建立并不受CD4下调的控制。CD4下调最主要的目的不见得是抵抗超感染，而是提高病毒复制力并促进子代病毒的释放。其次HIV抑制 CD4表达和二次感染可能是为了阻止未成熟的细胞死亡以增加病毒在细胞内的有效复制。CD4下调等细胞水平上的也仅勉强用来解释感染细胞如何抑制再次感染，但是如何抑制随后的病毒感染动物体内未感染细胞的仍无法解释。

2 阻断超感染病毒复制周期

部分研究显示，细胞水平上存在与CD4下调不相关的来抵抗 HIV超感染。Volsky等［13］证明在受HIV感染的T细胞仍表达高水平的CD4分子，但其仍然可抵制 HIV超感染。这些可能由于初次感染的病毒蛋白表达抑制了二次攻击毒株复制周期中的某一步，因而抑制了超感染。

有研究表明超感染病毒整合过程受抑制可抵抗超感染。Levin等［14，15］指出在新近感染的细胞内整合频率由Rev蛋白来调节。感染了rev基因缺失的目的细胞中的整合事件至少比野生毒株感染高出5倍。Rev蛋白对于第二株感染病毒的抑制作用在第一株病毒感染了4～8h以后可观察到，这与Rev蛋白的表达相一致。

HIV病毒蛋白基因转染进细胞后，发现 F12-HIV的Gag、Vif、Nef蛋白都改变了超感染HIV毒株的复制［16］。此外，Fackler等发现Nef蛋白表达完全抑制了超感染HIV毒株，在其复制的晚期。Nef蛋白干扰了Gag蛋白p41前蛋白裂解成p17和p24从而抑制病毒复制［17］。

3 CD8+T、CD4+T细胞介导的特异性免疫反应抵抗超感染

在动物体内无论是初次感染或超感染都主要由免疫系统调节，同时二次攻击病毒还可能感染体内未感染细胞，这使动物超感染防御远不止细胞水平上的SIR。

CD8+T细胞介导的细胞毒作用是宿主体内适应性免疫反应的重要组成部分。初次感染或接种减毒活疫苗后通常产生显著的病毒特异性 CD8+CTL反应［18，19］。初次感染时产生病毒特异性 CD8+CTL反应与病毒血症的清除和病毒复制的抑制情况相符，而且CD8+T能控制初次感染病毒的致病性。然而以上只是病毒特异性 CD8+CTL在控制初次HIV感染时的作用［20］。虽然一些研究者称减毒活疫苗所诱导的病毒特异性CD8+CTL与其后的超感染抵抗相关，另一些研究则没有观察到相应现象并对病毒特异性CD8+CTL反应在超感染抵抗中的作用产生质疑。

为了明确病毒特异性CD8+CTL反应在超感染抵抗中的作用，Stebbings等［21］研究结果显示所有CD8+T细胞敲除的免疫猴均对野生毒株产生抵抗，这说明CTL在接种35周后的超感染抵抗作用中并不起主要作用。随后Stebbings等又进一步验证了，对照组及CD8+T细胞敲除的实验组在攻毒后均没有可检测到的超感染，这表明病毒特异性CD8+CTL反应不是介导抵抗急性超感染的主要因素。以上说明CD8+T细胞对于控制初始SIV病毒血症十分重要，但是在接种减毒活疫苗后对抗超感染中不起关键作用。

CD4+T细胞是特异性免疫反应的重要组成部分同时也是HIV攻击的目的细胞，由于其特殊性，对该部分功能的研究较局限，有深入挖掘的必要。就目前的研究结果来看限制性CD4+T细胞反应对超感染有一定抑制作用。Salha等［22］使用SIVmacC8和SIVmacJ5减毒活疫苗对恒河猴进行感染或假感染后再攻入SHIV89.6，然后通过HTA技术长期跟踪监测其CD4细胞受体库。在所有抵御病毒攻击的恒河猴中，其早期感染时CD4受体库中TRBV(受体β可变区)多样性减少且有一些优势 CD4+T细胞克隆。而未受保护的恒河猴T细胞库中TRBV多样性仍较高。这些结果强调急性感染期时维持CD4+T细胞受体库成熟的重要性，并指出限制性CD4+T细胞与超感染抵抗作用相关。

4 中和抗体在超感染保护中的作用

宿主对病毒感染的常规反应时产生特异性中和抗体，与病毒结合使之失活。然而在HIV感染后宿主体内中和抗体反应对超感染发生的抑制作用还存在争议。

研究表明在感染过程中感染者能够产生具有交叉保护作用的中和抗体。有效的中和抗体用在动物模型中，能够完全阻止 SHIV感染［23］。Smith等［24］研究发现3个HIV-1二次感染的患者的交叉保护和自身的中和抗体应答都要弱于没有发生HIV-1二次感染的患者。

而另一些研究却显示，中和抗体反应不是超感染抵抗的关键因素。Blish等［25］发现尽管有相对强烈的中和抗体反应HIV-1超感染仍然发生。研究者测定了6名在初次感染后的1～5年中再次感染了HIV的女性体内中和抗体反应，并与18名未再次感染的女性作对比。再次感染之前超感染组的中和抗体反应的幅度和效能与对照组相比没有明显差别，并且超感染组还产生了相对广泛和有效地中和抗体反应。此外，大部分超感染个体在再次感染前，体中存在中和抗体可以中和第二感染毒株。超感染个体与未发生超感染个体的中和抗体水平无显著差异，另一些实验也有类似结论得出［5］。

还有研究指出自身中和抗体在那些病毒载量较高者体内是无效的，因为病毒会持续产生中和抗体逃逸株，但在病毒载量较低者体内可能有一定作用［26］。有动物模型的研究表明，需要高浓度的中和抗体才能保护动物不被感染［27］。

从以上各种研究中可推测，中和抗体可能在超感染抵抗中发挥一定的作用，但并不是核心。

5 小结

超感染及超感染防御现象的出现，反映了机体不完全的免疫保护反应，对目前的疫苗研究策略也提出了重要的警示。HIV超感染抵抗的研究亟待阐明，其对HIV的治疗、行为干预和疾病控制等一系列策略将产生重要影响。但无论是CD4受体下调、CD8+T、CD4+T细胞介导的特异性免疫反应、还是中和抗体，都不能被充分证实，超感染保护更可能是细胞水平上的超感染抵抗与特异性免疫反应共同作用的结果。此外，固有免疫的作用也应引起足够的重视。

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