35 년 이상의 연구에도 불구하고 과학자들은 아직 인간 면역 결핍 바이러스 (HIV), 즉 후천성 면역 결핍 증후군 (AIDS)을 유발하는 바이러스에 대한 치료법을 찾지 못했습니다.
항 레트로 바이러스 요법 (ART)은 바이러스를 억제하는 데 도움이되는 주요 돌파구 였지만 치료법은 아닙니다. 그리고 HIV가 치료되었다고 알려진 몇 가지 사례가 있었지만 (베를린 환자라고도 알려진 Timothy Brown의 사례를 포함하여) 개별적으로 HIV를 일관되고 안전하게 근절 할 수있는 접근법은 아직 없습니다. , 훨씬 적은 글로벌 규모. 그럼에도 불구하고 진전이 이루어지고 있습니다.
TEK 이미지 / 과학 사진 라이브러리 / 게티 이미지
도전
HIV / AIDS에 대한 치료법을 찾는 것이 도전 후 그토록 긴 도전이었던 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. HIV는 매우 복잡하고 다면적이며 끊임없이 변화하는 바이러스이므로 따라 잡기가 어렵습니다.
현재 HIV 연구가 직면하고있는 일반적인 과제는 다음과 같습니다.
- HIV 감염 및 전염 위험이 가장 높은 인구에 도달
- 연구가 참가자의 충분한 정보에 입각 한 동의하에 진행되도록 보장합니다. 즉, 임상 시험의 위험과 이점을 모두 완전히 이해합니다.
- 인간 및 비인간 영장류 모두를 대상으로 임상 시험을 통해 테스트 할 안전하고 효과적인 HIV 백신 후보 개발
- 인간의 면역 반응 메커니즘에 대한 더 나은 이해
- 연구에서 HIV 동반 질환을 고려하여 잠재적 인 치료법이 가능한 한 많은 사람들에게 도움이 될 것입니다.
- 치료를 중단 한 희귀 환자에서 관찰 된 관해 연구에 대한 관심 증가
- HIV에 대한 "치료"가 의미하는 바를 정확하게 정의
- HIV 연구 참여에 미치는 영향을 최소화하기 위해 여전히 HIV를 둘러싼 오명을 줄입니다.
- HIV 동시 감염을 효과적으로 치료하고 치료 실패를 관리하는 방법에 대한 더 나은 이해
전송 감소
그것이 "치료"자체는 아니지만, 매일 HIV 약물 복용을 포함하는 "예방으로서의 치료"(TasP) 전략은 이미 HIV 양성인 사람들의 전파를 줄이는 데 매우 효과적이었습니다.
더욱이 2020 년에는 미국에서 HIV 감염자의 기대 수명이 바이러스에 감염된 적이없는 사람들과 동일하다고 발표되었습니다.
이상적으로 다음 단계는 안전하고 효과적인 HIV 백신을 개발하는 것이지만 현재 연구를 진행하는 데에는 몇 가지 문제가 있습니다.
유전 적 가변성
널리 효과적인 HIV 백신을 만드는 데 가장 중요한 장애물 중 하나는 바이러스 자체의 유전 적 다양성과 다양성입니다.
복제주기의 과제
HIV의 단일 균주에 집중할 수있는 대신 연구자들은 그것이 너무 빨리 복제되어 돌연변이와 새로운 균주를 일으킬 수 있다는 사실을 설명해야합니다. HIV의 복제주기는 24 시간보다 조금 더 걸립니다.
복제 프로세스는 빠르지 만 가장 정확하지는 않습니다. 매번 많은 돌연변이 사본을 생성 한 다음 결합하여 바이러스가 서로 다른 사람간에 전염됨에 따라 새로운 변종을 형성합니다.
예를 들어, HIV-1 (HIV의 단일 균주)에는 지리적으로 연결된 13 개의 별개의 하위 유형 및 하위 유형이 있으며 하위 유형 내에서 15 % ~ 20 %의 변이와 하위 유형간에 최대 35 %의 변이가 있습니다.
이것은 백신을 만드는 데 어려움이 될뿐만 아니라 일부 돌연변이 균주가 ART에 내성이 있기 때문에 일부 사람들은 더 공격적인 바이러스 돌연변이를 가지고 있기 때문입니다.
잠재 저수지
끊임없이 진화하고 돌연변이를 일으키는 HIV 균주 외에도 백신 개발의 또 다른 과제는 잠복 저장소라고하는 것입니다. 이들은 HIV 감염의 초기 단계에 확립되며 ART의 효과뿐만 아니라 면역 탐지로부터 바이러스를 효과적으로 "숨길"수 있습니다.
즉, 치료가 중단되면 잠복에 감염된 세포가 다시 활성화되어 세포가 HIV를 다시 생성하기 시작할 수 있습니다.
ART는 HIV 수준을 억제 할 수 있지만 잠재적 인 HIV 저장소를 제거 할 수는 없습니다. 즉, ART는 HIV 감염을 치료할 수 없습니다.
면역 고갈
장기적인 HIV 감염으로 인한 면역 고갈의 도전도 있습니다. 이것은 바이러스를 인식하고 적절한 대응을 시작하는 면역 체계의 점진적인 상실입니다.
모든 유형의 HIV 백신, AIDS 치료 또는 기타 치료법은 면역 피로를 고려하여 시간이 지남에 따라 사람의 면역 체계가 감소하는 능력을 해결하고 상쇄하는 방법을 찾아야합니다.
초기 진행
HIV 치료를 향한 진전이 느 렸지만 그 과정에서 여전히 희망이 희미 해져 과학자들이 광범위하게 효과적인 치료법에 더 가까워지고 있음을 나타냅니다.
베를린 환자
아마도 지금까지 가장 잘 알려진 사례는 "베를린 환자"라고도 알려진 티모시 브라운 (Timothy Brown) 일 것입니다. 그는 HIV에 대해 "기능적으로 치료"된 최초의 사람으로 간주됩니다.
그의 이름에도 불구하고 Brown은 미국에서 태어 났지만 1995 년 독일에서 공부하는 동안 HIV 진단을 받았습니다. 10 년 후 그는 급성 골수성 백혈병 (AML) 진단을 받았으며 암에서 살아 남기 위해 줄기 세포 이식이 필요했습니다.
의사들은 Brown이 267 명의 기증자와 일치한다는 사실을 발견했을 때 (많은 사람들이 하나의 일치를 찾지 못함) HIV 면역을 유도 할 수 있다고 생각되는 CCR5-delta 32라는 돌연변이를 가진 사람을 사용하기로 결정했습니다.
그의 2007 년 2 월 이식 후 3 개월 후에 브라운의 혈액에서 HIV가 더 이상 발견되지 않았습니다. 백혈병 합병증이 계속되고 추가 줄기 세포 이식이 필요했지만 브라운의 HIV 감염은 재발하지 않았습니다. 그것은 백혈병으로 2020 년 사망 할 때까지 계속되었습니다.
보스턴에있는 Brigham and Women 's Hospital의 의사들은 델타 32 돌연변이를 가진 기증자를 사용하지 않았지만 2008 년과 2012 년 사이에 두 명의 환자에게 유사한 줄기 세포 이식 기술을 사용하려고 시도했습니다. 환자들은 처음에 10 개월과 13 개월 동안 검출 할 수없는 수준의 HIV를 경험했지만, 둘 다 바이러스 반동을 겪었습니다.
런던 환자
2019 년 연구는 두 번째 사람인 아담 카스티 예호 (이번에는 "런던 환자"로 알려짐)에 대한 세부 정보를 제공하는 것으로 발표되었습니다. 그는 또한 기능적으로 HIV를 치료 한 것으로 보입니다.
그의 상황은 암에 걸렸고, 그의 면역 체계를 없애기 위해 화학 요법을 받고, HIV 면역으로 이어지는 유전 적 돌연변이를 가진 기증자 세포를 사용하여 줄기 세포 이식을 받았다는 점에서 브라운과 비슷했습니다.
지금까지 Castillejo가 30 개월 동안 복제 능력이있는 바이러스가 검출되지 않은 상태에서 HIV-1 관해 상태에 있었다는 임상 증거가 있지만, 계속 될지는 확실하지 않습니다.
그리고 줄기 세포 이식을 사용하여 HIV 면역을 생성하는 것은 Brown과 Castillejo에게 성공했을 수 있지만 조만간 정기적 인 임상 실습에서 현재 형태로 사용되는 것은 아닙니다.
이 다단계 프로세스는 비용이 많이들뿐만 아니라 환자에게 너무 많은 잠재적 인 위험과 해를 끼칩니다.
Brown과 Castillejo는 모두 암에 걸렸고 어쨌든 줄기 세포 이식이 필요했기 때문에 delta 32 돌연변이를 가진 기증자를 찾는 것이 합리적이었습니다. 그러나 암이없는 사람이이 특정 치료 과정을받는 것은 실행 가능한 옵션이 아닙니다.
치료의 실질적인 한계에도 불구하고이 사례는 과학자들에게 중요한 방법으로 HIV 치료 연구를 발전시킨 통찰력을 제공했습니다.
줄기 세포 기반 유전자 치료
초기 잠재력을 보여주는 한 가지 유형의 치료법은 줄기 세포 기반 유전자 치료법입니다. 이는 Brown의 사례에서 많이 알려진 접근법입니다.
그 목적은 유 전적으로 조작 된 조혈 줄기 세포를자가 재생할 수있는 항 HIV 유전자로 이식하여 HIV의 면역 체계를 가진 사람을 재구성하는 것입니다.이 유전자는 스스로 재생 될 수있을뿐만 아니라 증식하고 성숙한 면역 세포로 분화 할 수 있습니다.
초기 줄기 세포 기반 유전자 치료 연구에서 약간의 성공이있었습니다.
HIV에 감염된 피그 테일 원숭이 원숭이를 대상으로 한 2018 년 연구에 따르면 유전자 편집 줄기 세포를 이식하면 바이러스의 추가 사본을 생성하기 위해 재 활성화 될 수있는 휴면 "바이러스 저장소"의 크기를 크게 줄일 수 있습니다.
이후 영장류에 대한 추가 진전이 이루어졌습니다. 2021 년 연구에 따르면 연구자들은 HIV 치료에 필요한 이상적인 줄기 세포 용량을 예측할 수있는 공식을 결정했습니다.
아직도해야 할 일
이 접근 방식은 영장류에서 가능성을 보여 주었지만 결코 전 세계적으로 복제 할 수는 없습니다.
이제 목표는 Brown과 Castillejo의 줄기 세포 이식의 효과를 다른 인간에게 복제하는 것이지만 먼저 화학 요법을 받아야하는 독성은 없습니다.
광범위 중화 항체
현재까지 가장 유망한 백신 모델 중 일부는 광범위 중화 항체 (bNAb)를 포함합니다. 이는 대부분의 HIV 변종을 표적으로 삼을 수있는 희귀 한 유형의 항체입니다.
BNAb는 ART없이 바이러스 복제를 억제하는 능력이 있고 질병 진행의 증거가없는 것으로 보이는 여러 HIV 엘리트 컨트롤러에서 처음 발견되었습니다. VRC01과 같은 이러한 특수 항체 중 일부는 HIV 변종의 95 % 이상을 중화 할 수 있습니다.
현재 백신 연구자들은 bNAb의 생산을 촉진하려고 시도하고 있습니다.
원숭이를 대상으로 한 2019 년 연구는 가능성을 보여줍니다. HIV 백신을 한 번 접종 한 후 시험에 참여한 원숭이 12 명 중 6 마리가 감염을 현저히 지연시키는 항체를 개발했으며, 두 경우에는 예방까지했습니다.
약속을 보여주는 bNAbs
이 접근법은 아직 인간 실험의 초기 단계에 있지만, 2020 년 3 월 과학자들이 처음으로 인간 세포가 bNAb를 생성하도록 유도하는 백신을 고안 할 수 있다고 발표되었습니다.
이것은 강력한 또는 특정 bNAb 반응이 없기 때문에 지금까지 수년간의 과거 연구에 이어 주목할만한 발전입니다.
지연 반전
과학자들이 잠재적 인 HIV 저장소를 "제거"할 수있을 때까지 백신이나 치료 방법이 바이러스를 완전히 박멸 할 가능성은 거의 없습니다.
암 치료에 사용되는 HDAC 억제제를 포함한 일부 제제는 가능성을 보였지만 독성 위험없이 높은 수준의 제거를 달성 할 수 없었습니다. 게다가 과학자들은 이러한 저수지가 실제로 얼마나 넓은 지 확신하지 못합니다.
그럼에도 불구하고 잠복기 역전 제와 백신 (또는 기타 살균제)의 조합은 "킥 앤 킬 (kick-and-kill)"(일명 "쇼크 앤 킬 (shock-and-kill)")로 알려진 치료적이고 실험적인 전략으로 성공할 수 있기를 바랍니다. 현재 조사 중입니다.
킥 앤킬 전략
2 단계 프로세스입니다.
- 첫째, 잠복기 역전 제라고하는 약물은 면역 세포에 숨어있는 잠복 HIV를 재 활성화하는 데 사용됩니다 ( "킥"또는 "충격"부분).
- 그런 다음 면역 세포가 재 활성화되면 신체의 면역 체계 또는 항 HIV 약물이 재 활성화 된 세포를 표적으로 삼아 죽일 수 있습니다.
안타깝게도 지연 시간 반전 제만으로는 바이러스 저장소의 크기를 줄일 수 없습니다.
또 다른 잠복기 역전 전략은 잠재적으로 면역 고갈을 역전시키면서 바이러스 저장소를 청소할 가능성을 보여준 Keytruda (pembrolizumab)와 같은 PD-1 억제제를 포함 할 수 있습니다.
PD-1은 면역 체크 포인트 역할을하며 지속적으로 감염된 세포의 표면에서 우선적으로 발현됩니다. 그러나이 시점에서 PD-1이 HIV 잠복기 및 저수지 지속성에 기능적 역할을하는지는 여전히 불분명합니다.
Verywell의 한마디
HIV 치료를위한 진전이 진행되고 있지만 언제 돌파구가 발생할지 말하기에는 너무 이르다.
다행히 과학자들은 특히 노출 전 예방 (또는 PrEP)을 통해 HIV 예방에 큰 진전을 이루었습니다. PrEP의이면에있는 아이디어는 HIV에 걸릴 위험이 높지만 감염되지 않은 사람들에게 하루에 한 번 알약을 복용하여 예방할 수있는 기회를 제공하는 것입니다. 정확하고 일관되게 사용하면 PrEP는 성관계로 인한 HIV 감염 위험을 약 99 %, 약물 주사로 인한 위험을 74 % 감소시킵니다.
그러나 치료법이 발견 될 때까지 HIV 감염자의 최상의 결과는 HIV 관련 질병의 위험을 줄이고 그렇지 않은 사람들과 비슷한 길이로 미국에 거주하는 사람들의 기대 수명을 유지할 수있는 항 레트로 바이러스 요법입니다. HIV가 있습니다.
