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德爾塔32突變基因

鎖定
德爾塔32突變基因是一種先天具有抵禦艾滋病病毒的能力的,自雙親遺傳的突變基因,它能夠阻礙艾滋病病毒對人體健康細胞的侵襲。據悉,歐美人從雙親身上遺傳這種“德爾塔32”突變基因的概率約為千分之一。德爾塔32突變基因源於14世紀的歐洲第一次大瘟疫時,得了黑死病卻存活下來的人,並在此後的大瘟疫來襲時,保護了這些人的後代。
中文名
德爾塔32突變基因
能    力
先天具有抵禦艾滋病病毒
性    質
遺傳的突變基因
功    能
阻礙艾滋病病毒侵襲

德爾塔32突變基因簡介

大多數的HIV都是通過與CCR5結合來感染宿主細胞。少數的CCR5基因攜帶被稱為CCR5-Δ32的突變體,這種由突變基因編碼的CCR5突變體可以不被HIV毒株侵染。CCR5△32是指CCR5基因的32個鹼基缺失的突變,即在CCR5等位基因編碼區域第185位氨基酸密碼子以後發生了32個鹼基缺失,導致讀碼框架錯位,缺失了與G蛋白信號通路相關的胞外第三環結構,從而使CCR5蛋白無法正常穿膜表達於細胞膜上,進而使HIV-1 gp120不能與CCR5△32有效結合,使HIV-1病毒不能進入宿主細胞。人羣調查和實驗研究結果表明,CCR5△32缺失的個體擁有正常的免疫功能和炎症反應,並且對HIV-1的感染表現出顯著的抵禦能力,因此,作用於CCR5的抑制劑將有效阻斷HIV-1感染。
但是帶有CCR5突變基因的人羣極少,例如,只有10%的歐洲人羣中帶有CCR5變異基因,加上造血幹細胞移植還要進行配型,因而,一般人希望依靠該基因突變來徹底治癒癌症還尚待時日。

德爾塔32突變基因CCR5突變原因猜想

鼠疫來源
大約10%的歐洲人攜帶CCR5的突變體,由於該CCR5突變被認為是在700年前出現的,遠在艾滋病出現之前,因此生物學家設想CCR5突變亦抵抗另一種鼠疫桿菌病原體,因為鼠疫桿菌曾在14世紀造成了高達40%的歐洲人死亡。該種突變在人羣中遺傳下來,因為在後來的鼠疫爆發期間,攜帶有該突變的歐洲人得以倖免於難。
天花來源
另有研究者通過計算認為,鼠疫桿菌並非CCR5突變的緣由。儘管腺鼠疫在很短時間內造成的歐洲死亡人數比任何其它疾病都多,但數學模型表明,鼠疫爆發的次數終究太少,使之不可能引起常規的CCR5突變。而感染歐洲人達2千多年的天花,所造成的歐洲總死亡人數,則遠比鼠疫要多得多。天花卻具有易於突變的劣性。迦爾瓦尼和斯拉特金還認為,天花病毒也具有易於感染免疫細胞的生物學特性,因為在這方面,它與艾滋病毒的行為方式極為相似。

德爾塔32突變基因詳細介紹

後天免疫缺乏症候羣患者所遭遇嚴重的病理呈現,主要源自於人類免疫缺乏病毒的感染。此病毒屬於一種反轉錄病毒,主要針對人類免疫系統重要的組成進行感染並改變其運作模式,包括輔助型T細胞巨噬細胞、和樹突細胞(dendritic cell)等,其中又以直接破壞細胞膜上具有CD4辨識蛋白特徵的T細胞(簡寫作CD4T細胞)的結果最為嚴重,因為CD4 T細胞是人體免疫系統辨識外來物質過程中,不可或缺的元素之一,一旦CD4T細胞受到感染而不表現CD4辨識蛋白,或甚至造成此種細胞死亡,導致每微升血液中CD4T細胞數量低於200時,細胞免疫(cellular immunity)就幾乎完全失去功能,進而導致平時不易感染健康人類的微生物得以大肆入侵,由於受HIV感染個體無法有效分辨敵我,最後導致嚴重的各種感染症,總稱後天免疫缺乏症候羣。
根據流行病學統計,在未使用抗反轉錄病毒藥物治療的情況下,自感染病毒至出現症狀的潛伏過程的中位數約為9至10年,自正式出現後天免疫缺乏症候羣起算,存活時間的中位數亦僅有9.2個月然而,臨牀觀察到的疾病進程速度受到許多因素影響,在個體之間有很大的變異,短則兩週、長可達20年。這些因素甚至也包含了愛滋病毒所攻擊的免疫系統總體狀況,因此從感染開始到發病,甚至其變化程度,都一直受到感染者免疫力和病毒活動之間的互動所影響。舉例而言,一般年長者免疫力較差,因此相對於年輕患者而言,病程發展迅速的風險較高;醫療的品質和同時存在的感染症(如結核)也會使得HIV感染者處於較為不利的狀態。
此外,遺傳也左右了感染過程和感染後的狀況,有些人因帶有編號為CCR5-Δ32的突變基因,對特定的HIV病毒具有抵抗力。更有研究指出,羅馬帝國子民後代更易感染HIV:在西班牙、意大利和希臘這些長期處於羅馬帝國核心的地方,他們的CCR5-delta32基因出現率為0%-6%。而在羅馬帝國邊疆地區、比如英格蘭和德國,這種基因出現率則是8%-11%。那些從來沒有被羅馬佔領過的國家,CCR5-delta32基因出現率更高。該基因變異的頻繁度,正與古羅馬版圖的變遷吻合 。此外,由於HIV病毒本身在演化過程中亦會產生變異,不同品系也可引起不同程度的臨牀表現。

德爾塔32突變基因相關研究

在近期一項相關研究中,美國研究人員 説,他們藉助一種改造免疫 T 細胞的基因療法,成功讓一名暫停服用抗逆轉錄病毒藥物者體內的艾滋病病毒消失。他們表示,儘管這與該感染者先天具有一種有利的突變基因有關,但有關結果表明基因療法將來有望促進“功能性治癒”某些艾滋病病毒感染者
這項 I 期研究由來自賓夕法尼亞大學醫學院、阿爾伯特愛因斯坦醫學院的研究人員和加州 Sangamo BioSciences 生物醫學公司的科學家們合作完成。Sangamo BioSciences 開發了臨牀實驗中所採用的鋅指核酸酶(ZFN)技術和 T 細胞療法。
人體免疫 T 細胞的細胞膜表面有一種名為 CCR5 的蛋白質受體,這種受體就像艾滋病病毒入侵免疫細胞的通道,該病毒通常要與這種受體結合,才能進入免疫細胞。科研人員早先發現,少數歐洲人體內的 CCR5 基因存在變異,導致其編碼合成的 CCR5 蛋白質受體表達異常,這相當於將艾滋病病毒進入 T 細胞的大門關閉,使這些人對艾滋病病毒天生具有抵禦能力。
研究人員在《新英格蘭醫學雜誌》(NEJM)上報告説,他們從 12 名艾滋病病毒感染者體內提取未被感染的 T 細胞,並對該細胞的 CCR5 基因進行改造,讓艾滋病病毒無法通過其合成的 CCR5 蛋白質受體進入這些細胞內。
研究人員把改造後的 T 細胞注回感染者體內,每人一次性注入 100 億個 T 細胞。這 12 名感染者被分為兩組,每組 6 人,其中一組 4 周後開始停止服用抗逆轉錄病毒藥物 12 周。在停藥的 6 名感染者中,有 4 人體內的艾滋病病毒數量變少,還有 1 人病毒檢測結果呈陰性。研究人員後來發現,這名感染者體內本來就有 CCR5 突變基因。 [1] 
參考資料
  • 1.    ablo Tebas, David Stein, Winson W. Tang, Ian Frank, Shelley Q. Wang, Gary Lee, S. Kaye Spratt, Richard T. Surosky, Martin A. Giedlin, Geoff Nichol, Michael C. Holmes, Philip D. Gregory, Dale G. Ando, Michael Kalos, Ronald G. Collman, Gwendolyn Binder-Scholl, Gabriela Plesa, Wei-Ting Hwang, Bruce L. Levine, and Carl H. June. Gene Editing of CCR5 in Autologous CD4 T Cells of Persons Infected with HIV. N Engl J Med, March 6, 2014; DOI: 10.1056/NEJMoa1300662