揭秘HIV超急性感染期，或成为未来诊断和治疗新靶点

近日，《Nature Communications》上发布了一篇名为《超急性HIV-1感染期间血浆蛋白质组的动态变化》的基础研究。

这篇文章主要研究了HIV-1超急性感染阶段（病毒刚入侵身体后的早期阶段）血浆中的蛋白质变化。研究发现，在这个阶段，宿主的免疫系统会迅速启动，产生大量的免疫反应，这包括细胞因子风暴和急性期反应蛋白的增加，这些变化有助于对抗病毒，但也会导致CD4+ T细胞的损失，可能加速疾病的进展。

通过先进的质谱技术，研究还发现了与HIV-1病毒载量和免疫反应相关的血浆蛋白质，这些蛋白质不仅能帮助我们更好地理解超急性阶段的免疫反应，也可能成为未来诊断和治疗HIV的新靶点。研究提供了对HIV-1早期感染机制的深入了解，并提出了血浆蛋白质作为潜在生物标志物的应用前景。

尽管健康人群中血浆蛋白质组通常保持稳定，但在感染（如新冠病毒、细菌性和病毒性肺炎等）发生时，血浆中的蛋白质组会发生显著变化。研究这些变化对于感染的诊断、预防和治疗至关重要。

在HIV-1感染的最早阶段——超急性HIV-1感染（hAHI），即从病毒血症出现到病毒载量达到峰值的阶段，病毒与宿主之间的相互作用引发了复杂的免疫反应，包括细胞因子风暴。

这种免疫激活会导致CD4+ T细胞大量丧失和生发中心破坏，对HIV病程的发展起着重要作用。超急性HIV-1感染的免疫反应被认为在个体的疾病进展速度中起着关键作用。

尽管已知促炎性细胞因子在此期间的变化，但关于超急性HIV-1感染期血浆蛋白质组变化的纵向研究仍然较少。

随着数据无关采集质谱（DIA-MS）技术的进步，现如今能够更全面地分析血浆蛋白质，为疾病标志物和调节因子的发现提供了新机遇。

研究团队通过定量分析超急性HIV-1感染的血浆蛋白质组动态，提出了多个与免疫反应、病毒载量及疾病进展相关的蛋白质。

1.血浆蛋白质的变化

在HIV-1的超急性感染期，病毒刚刚进入人体并迅速开始复制，此时血浆中的蛋白质组（即血液中所有可溶解蛋白质的集合）会发生显著的变化。研究发现，以下几类蛋白质在感染早期发生了变化：

急性期反应蛋白（APR）：这些蛋白质通常在感染或组织损伤时迅速升高。研究中发现，这些急性期蛋白质在超急性HIV感染期间显著增加，表明宿主的免疫系统正在对病毒入侵做出初步反应。

免疫反应相关蛋白：如细胞因子（cytokines）和趋化因子（chemokines），这些蛋白质在感染初期的变化表明，免疫系统正在通过激活特定的免疫细胞来应对病毒。

2. 免疫反应的标志物

研究表明，在超急性阶段，许多与免疫反应相关的蛋白质显著升高，特别是：

急性期反应蛋白（如C-反应蛋白，CRP）：这些蛋白质通常在感染或炎症反应时升高，它们通过促使免疫系统清除病原来保护宿主。

研究发现，这些蛋白质的浓度在HIV感染初期阶段显著增加，提示宿主免疫系统的快速反应。

细胞因子和趋化因子：如肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）和干扰素-γ（IFN-γ）等，它们在免疫反应中起着关键作用，能够调节免疫细胞的活化与迁移。

研究中观察到这些蛋白质的变化，表明免疫系统正在通过细胞因子网络发出信号，招募免疫细胞以对抗病毒。

3. 病毒复制相关蛋白

血浆中某些蛋白质的变化与HIV病毒的复制密切相关。HIV感染过程中，病毒会迅速复制并在宿主体内传播，研究通过蛋白组分析发现：

病毒相关的蛋白质（如HIV-1自身的蛋白）：在感染早期，血浆中一些与病毒生命周期相关的蛋白质水平也发生变化。

这些变化表明，病毒的复制活动在超急性阶段已经在宿主体内迅速启动。

与宿主细胞损伤相关的蛋白：HIV感染还会导致宿主细胞损伤，特别是免疫系统中的T细胞。

在超急性期，研究中观察到一些与细胞凋亡、免疫细胞死亡相关的蛋白质水平发生了变化，这可能是病毒复制导致宿主细胞损伤的标志。

4. 免疫逃逸与病毒适应

在这一阶段，HIV病毒迅速进化，产生了与宿主免疫系统相互作用的能力。例如，研究发现，在血浆蛋白组的变化中，也可能揭示出病毒如何通过改变宿主免疫反应来逃避免疫系统的攻击。

具体的机制可能包括通过改变某些免疫调节蛋白的表达，病毒可以减弱宿主的免疫反应。

免疫反应与病毒复制的关系： 文章重点分析了研究发现的免疫反应标志物（如急性期反应蛋白、细胞因子等）与HIV-1病毒复制过程之间的相互关系。

这些反应在超急性阶段起着重要作用，帮助理解病毒如何在宿主体内迅速传播，同时启动免疫应答。

蛋白质组数据的意义： 文章讨论了通过数据无关采集质谱（DIA-MS）技术所获得的大量血浆蛋白质数据如何帮助揭示了感染早期免疫反应的多样性，并识别出一些潜在的生物标志物。

这些标志物不仅有助于预测疾病进展，还可能成为新的治疗靶点。

HIV-1感染的个体差异： 文章提到，不同个体在超急性阶段免疫反应的强度和病毒负荷之间存在显著差异，而这种差异可能解释了HIV-1感染者从感染到艾滋病（AIDS）进展的时间差异。

细胞因子风暴与免疫抑制： 超急性期的免疫反应，尤其是细胞因子风暴，对CD4+ T细胞的破坏和免疫系统的抑制有重要影响。这一免疫激活过程可能是导致部分个体免疫系统失调的原因。

文章标题：Dynamics of the blood plasma proteome during hyperacute HIV-1 infection

作者：Jamirah Nazziwa, Eva Freyhult,et al.

信息来源：10.1038/s41467-024-54848-0

编译：松鼠哥