今天给同学们分享一篇实验文章“Autologous neutralizing antibodies increase with early antiretroviral therapy and shape HIV rebound after treatment interruption”，这篇文章发表在Sci Transl Med期刊上，影响因子为17.1。
结果解读：
在ART早期启动期间，aNAb的反应会成熟
作者评估了ACTG A371研究中的12名参与者（6名PTC和6名NC），他们在早期感染期间开始接受ART治疗，并随后进行了ATI。PTC和NC在基线人口统计学和实验室特征上具有可比性（表S1和S2）。本研究参与者的纳入标准总结如表S3所示。对于每个参与者，作者从ART前和ATI后的时间点获得了中位数为75（范围为18至172）个单基因env序列（表S4）。作者首先评估了ART开始前和ATI后不久的aNAb反应的演变。使用ART前、ART期间和ATI后的血浆对与ART前或ATI后病毒Env创建的假病毒进行了aNAb活性评估（图1A）。为了创建早期ATI后的假病毒，作者将最早可检测到低病毒血症的单基因env序列纳入，以最小化病毒演变的程度。ART前，中位病毒载量为4.4 log 10 HIV-1 RNA拷贝/毫升，只检测到对当时的ART前病毒的弱aNAb活性（图1B，红色箭头）。所有参与者在ATI之前都达到了病毒学抑制（中位数为44周）。PTCs的ATI后早期和晚期病毒载量的中位数分别为1.7至2.2 log 10 HIV-1 RNA拷贝/毫升，NCs的ATI后早期和晚期病毒载量的中位数分别为3至3.6 log 10 HIV-1 RNA拷贝/毫升。通过计算前ART和ATI后假病毒与前ART和ATI后时间点的血浆孵育的aNAb滴度（图1B和图S1）。尽管在即将开始ART治疗的时间点，对当时病毒的aNAb反应几乎没有证据，但有证据表明，在抑制性ART期间，aNAb反应增加了，因为与治疗中断后立即的时间点相比，对前ART病毒的aNAb滴度显著增高（配对P=0.002），中位数半最大抑制稀释（ID 50 ）血浆中和滴度（1/x）：19与353（图2）。为了使用含有ART的血浆测量aNAb活性，作者进行了两项额外的研究。首先，作者对ART血浆进行了测试，测试对象是带有与参与者ART相关的耐药突变的假病毒。6名参与者的结果显示，与ART前的血浆相比，ART期间的血浆对ART前病毒表现出显著更高的中和滴度（这6名参与者的中和滴度（1/x）的中位数：21与496，配对P=0.03；图2，图S1）。为了进一步确认这一观察结果，作者从4名参与者（2名PTC，2名NC）的ART前、ART期间和早期ATI血浆中纯化了IgG，并对其对ART前和早期ATI病毒的中和活性进行了测试。这些实验的结果还表明，aNAb活性在早期ART期间逐渐成熟（图S2）。
在ATI后立即反弹的病毒变异对aNAb中和作用具有抵抗力
作者在早期ATI时间点获得了每位参与者的中位数为23（范围为6至38）个单基因组序列，并确认该时间点的病毒多样性极为有限，中位数平均配对距离（APD）为0.17％。与ART前的病毒相比，早期复发变异株对早期ATI后血浆的中和活性明显更具抵抗力（组间中位数ID 50 血浆中和滴度（1/x）：353与27，成对P=0.04；图2）。早期ATI后血浆中和滴度与晚期ATI后病毒之间无差异（图2）。对ART期间分离的纯化IgG的分析也表明，与对ART前病毒的强效中和相比，对早期ATI病毒没有中和活性（图S2）。
PTC的特点是具有独特的HIV-1序列、储存库和aNAb特征
作者首先评估了PTCs和NCs之间的aNAb活性的纵向变化。两组在aNAb反应方面表现出类似的总体趋势：1）对与同时期病毒的先ART aNAb滴度非常低，2）在ART期间aNAb反应的成熟，3）早期ATI期间病毒出现反弹，对同时期的aNAb活性具有抵抗力，4）对先ART和早期ATI期间的病毒的aNAb活性随时间增加（图S3）。对于有可用样本的4个PTCs和5个NCs，作者在先ATI（在ART期间）时间点进行了单基因近全长原发性测序。每个参与者获得了中位数为4个具有完整env的原发性序列。PTCs的HIV-1储备库大小略小（PTCs与NCs相比：总原发性基因组每10个外周血单个核细胞（PBMCs）中的中位数为2.3个与3.8个HIV-1拷贝，完整原发性基因组的中位数为0.35个与1.23个，图S4）。总体上，这个早期接受治疗的参与者群体的血浆和原发性多样性相对有限（图S5A和B）。PTCs与NCs之间的血浆病毒多样性没有差异（图S5C）。
作者接下来评估了ART前和ATI早期血浆HIV-1病毒序列变化的程度。这种血浆病毒的差异程度与早期ATI期间对ART前病毒的aNAb活性强度密切相关（Spearman r = 0.7，P = 0.02，图3），这表明需要更多的病毒env突变来逃避更强的aNAb反应。此外，更大的原发性多样性似乎增加了病毒逃逸的机会，因为原发性多样性与最终血浆病毒差异之间存在着强有力的关联（r = 0.89，P = 0.02）。此外，更高的血浆病毒差异与ATI后病毒载量增加相关（r = 0.8，P = 0.007），这表明更大的病毒差异和逃逸可能导致更高程度的病毒反弹（图3）。
感染（ART前）PTC的HIV-1序列与共识亚型B序列更为遗传相似（PTC与NC ART前血浆序列根到尖端距离：0.09与0.1，P=0.02，图S6），根到尖端距离较短的共识B病毒也与对ART前病毒的更强早期后ATI aNAb反应相关（r = −0.67，P=0.01，图3）。较低的基因组多样性、与共识亚型B更为遗传相似的感染病毒以及更强的aNAb反应主要区分了PTC和NC（图3和4）。这表明，即使在早期感染期间接受治疗的个体中，存在一些在治疗中断前可以评估的病毒和宿主特征，这些特征可以用于识别那些具有更大后治疗控制机会的人。
对于PTCs和NCs，广谱中和抗体和异源免疫血清对病毒的中和敏感性有限
作者使用bNAbs和异源B型HIV-1免疫血清的面板来评估PTCs和NCs的ART前和ATI后的HIV-1 env的中和敏感性配置文件，以评估层次表型（21）。bNAb面板包括针对CD4结合位点（b12、3BNC117、可溶性CD4）、V3糖基（10-1074、PGT121）、V2糖基（PG9、PGDM1400）和MPER（4E10、2F5）表位的抗体。还使用了能够定义高度敏感的Tier 1病毒的共受体结合位点表位的mAb 17b。总体而言，PTC和NC的ART前或ATI后的Env假病毒对mAb面板的中和敏感性表现出类似的配置文件。除了PTC ART前病毒对PG9更敏感和NC ART前病毒对2F5更敏感之外，没有观察到显著差异，也没有发现对17b敏感的病毒（图S7A和B）。作者还通过对8个异源慢性HIV-1 B型多克隆免疫血清样本的测试，对PTC和NC病毒的全球中和敏感性进行了配置文件分析。来自PTC和NC的Env假病毒对异源HIV-1 + 免疫血清的敏感性并不高，并且作者在两个群体之间没有检测到中和滴度的平均差异（图S7C）。根据这些结果，作者得出结论，PTC和NC的Env假病毒表现出与Tier 2表型一致的中和特性，并且没有明显的整体中和敏感性差异。
作者进一步对来自ATI后第24周的PTC血浆样本中的中和抗体的效力和广度进行了分析，通过对28个PTC的血浆进行测试（包括本研究的6个，见表S5）(4)，针对一组异源的B类Tier 1和Tier 2参考病毒进行测试(22)。尽管几乎所有的血浆样本对敏感的Tier 1A病毒MN-3表现出了强大的中和活性，但对Tier 2分离株的中和活性仅有限（图S7D）。这些数据表明，治疗后的控制并不特别与广谱中和抗体的发展有关。
HIV-1 env的病毒序列随时间发生氨基酸变化
鉴于ART前和ATI后反弹病毒的aNAb敏感性差异，作者对HIV-1 env的氨基酸序列变化进行了纵向特征化。作者将所有三个时间点（ART前、ATI早期和ATI晚期）的序列与ART前HIV-1 env共识序列进行了比对。与ART前共识序列相比，显示了每个参与者的氨基酸变化的比对结果（图5A和B，图S8A和B），并创建了参与者/时间点间氨基酸变化的热图（图5C）。随着时间的推移，HIV-1 env突变的积累逐渐增加，PTCs和NCs之间没有差异（图S9A）。这些变化主要发生在gp120中，特别是HIV-1 env的V1、C3和V4结构域（图S9B和C）。
HIV-1 Env N-糖基化位点随时间和PTCs与NCs之间有所不同
HIV-1 Env中的N-糖基化位点在病毒进化和免疫逃逸中对体液免疫反应起着关键作用（23）。作者评估了HIV-1 Env中N-糖基化位点的数量和纵向变化，并检测到随时间的动态变化（图S10A）。这些变化密集地位于HIV-1 Env的gp120结构域中，特别是在V1和V4区域（图S10B和C）。尽管PTCs和NCs之间的aNAb活性程度相似，但它们在HIV-1 Env中的N-糖基化位点存在差异。这包括PTCs和NCs之间潜在N-糖基化位点的不同位置（图6A）。此外，作者注意到N-糖基化位点数量的趋势也不同，PTCs中的N-糖基化位点数量减少（P<0.001），而NCs中保持稳定（图6B）。ATI后期，NCs在Env中具有显著较高数量的潜在N-糖基化位点，而PTCs则较低（P=0.02）。
总结
总之，作者报告了对一组早期接受治疗的PTC和NC的原病毒血浆序列和aNAb反应的全面评估。尽管早期启动ART，aNAb活性仍能成熟并对反弹变异体施加选择性压力。作者的结果还表明，aNAb活性与某些HIV-1序列和储备特征（与共识B序列的相似性和较低的原病毒多样性）的组合可以区分PTC和NC，即使在这个更为同质化的早期接受治疗个体的人群中也是如此。这些结果为解释早期ART启动降低HIV-1缓解障碍的能力提供了一个机制框架。需要进一步研究扩展到抗病毒免疫反应的其他方面，并研究在HIV-1感染的更早或更晚阶段启动ART的个体中的aNAb反应。对这篇文章的思路感兴趣的老师，欢迎咨询！
