权威传染病专家福奇教授（Dr. Fauci）团队发表新文献，揭示HIV感染患者或拥有截然不同的长期病毒控制机制

前不久，福奇教授及其带领的美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）团队在Nature Medicine上发表了一篇题为 “Distinct mechanisms of long-term virologic control in two HIV-infected individuals after treatment interruption of anti-retroviral therapy”*的文章，报道了他们对两名HIV患者的长期跟踪随访结果。该研究利用二代测序和高维流式细胞术等方法，对两名长期控制血浆病毒血症，但在分析治疗中断（analytical treatment interruption, ATI）期间出现不同反弹情况的HIV感染者，进行了深入的病毒学和免疫学分析。

两名受试者（04和30号）均来自于一个前期的随机对照治疗性疫苗试验的安慰剂组，且均在ATI阶段有效控制住血浆病毒血症一段时间，之后发生了病毒反弹。福奇教授团队经过长期（5.6和4年）的跟踪研究发现，两名受试者拥有着截然不同的反弹机制。04号受试者的三次主要反弹，均与其已有的病毒库基因突变累积引起的病毒进化或重新激活有关，而30号受试者在ATI后第1,434天发生的显著反弹，是与该受试者在第1,405天前不久重新暴露于HIV环境所引发的超级感染（superinfection）有关。（图1）

图1. 受试者04号（上）和30号（下）病毒载量随时间的变化趋势

截然不同的病毒反弹情况，提示两名受试者可能存在完全不同的免疫反应机制。利用Cytek® Aurora全光谱流式细胞仪，福奇教授团队通过多色流式细胞术（20色T细胞表型及21色膜&胞内因子检测方案），证实了这一猜想。光谱流式检测方案所使用的试剂详细信息请参考图2。

图2. 光谱流式方案的详细试剂信

对20色T细胞表型光谱流式数据进行opt-SNE和FlowSOM分析，全面直观的展示了两名受试者T细胞表型特征的显著差异（图3）。从图3a可以看出，在血浆病毒反弹前，04号受试者 CD8+ T细胞上的TIGIT和HLA-DR/CD38的表达强度和比例始终高于30号受试者。通过观察FlowSOM生成的15个细胞类群，研究者证实了04号受试者有更为活跃的CD8+T细胞反应，伴随免疫激活（HLA-DR/CD38）和衰竭/抑制（TIGIT、2B4、PD-1 和 CD160）等标记的表达升高，其代表过渡/效应记忆（T_EM / T_TM），或效应记忆重新表达CD45RA（T_EMRA）的细胞表型（类群1-3）显著高于30号受试者（图3c-e）。同时04号受试者也表现出更为富集的效应CD4+T细胞（类群7）。相比之下，30号受试者的幼稚 CD4+ T 细胞（类群11） 显著高于04号受试者（图3c-e）。

图3. T细胞表型特征分析数据

进一步分析21色膜&胞内因子的光谱流式数据，显示两名受试者在不同的监测时间点，其CD8+T细胞表现出完全不同的表面受体及胞内因子表达模式。从图4 可见，在整个ATI期间，04号受试者的HIV特异性多功能（IFN-γ+TNF-α+MIP-1β+）CD8+T细胞比例显著高于30号受试（图4a），而这些多功能CD8+T细胞在两名受试者中均以效应记忆亚群（T_EM、T_TM及T_EMRA）为主（图4b），尽管如此，04号受试者的T_EM亚群比例在任何监测时间点均显著高于其他亚群，而30号受试者仅在某些时间点可以看出T_EMRA的比例略高。此外，这些多功能CD8+T细胞的表面受体表达，在两名受试者间也有显著区别（图4c），04号受试者的优势细胞群主要表现为TIGIT+PD-1-CD38_lowHLA-DR_low，而30号受试者没有明显的优势群，其CD8+T细胞表现为TIGIT+/-，PD-1_lowCD38_lowHLA-DR_low （除外病毒反弹时间点）。这些发现揭示，相较于30号受试者，4号受试者拥有更强的CD8+T细胞介导的抗HIV反应，这可能与该受试者持续存在的病毒复制有关。

图4. 两名受试者CD8+T细胞功能亚群表面受体及胞内因子呈现出不同的表达模式

综合其他相关研究结果，研究者认为，在ATI阶段，HIV感染者私自用药和超级感染是值得重点关注的问题，而定期全面的病毒学和免疫学监测则显得至关重要。该研究的主要限制，是样本量较小及缺乏ART前的免疫学和病毒学分析，但受益于长期频繁的监测（前3.4年约每2周检测一次），研究者获得了丰富的数据，实时观察到病毒反弹，并鉴定出具有显著差异的免疫和病毒学反应。最后，研究者指出，了解ATI后长期控制HIV的机制范围，及与保护性免疫反应机制的关系，可以为开发新的治疗方法提供有价值的依据。该研究使用Cytek全光谱流式细胞术多色检测方案，全面的跟踪分析了两位受试者的免疫反应机制，为研究的主要实验结论提供了关键的证据。