新型LEDGIN化合物GS-9822通过阻断HIV-2整合酶与LEDGF/p75互作抑制病毒感染并促进潜伏库形成

《Microbiology Spectrum》：The LEDGIN GS-9822 inhibits HIV-2 infection and enhances HIV-2 latency

为解决HIV潜伏库清除难题，研究人员针对新型LEDGIN化合物GS-9822展开研究。该化合物可有效阻断HIV-2整合酶与细胞辅因子LEDGF/p75的相互作用，在纳摩尔浓度水平抑制HIV-2和SIV复制，并将残余前病毒重定向至转录抑制区域，增强病毒潜伏性。这项研究首次证实LEDGINs对HIV-2的“阻断-锁定”效应，为灵长类动物模型的治愈策略研究奠定基础。

　　

艾滋病治疗领域长期面临一个根本性挑战：虽然联合抗逆转录病毒疗法（cART）能将血液中的病毒载量控制在检测限以下，但无法彻底清除患者体内的HIV病毒。这主要是因为病毒将其遗传物质整合到宿主细胞的基因组中，形成“潜伏库”——这些藏身于长寿命记忆细胞中的前病毒能够逃避免疫系统的识别和药物的攻击，长期潜伏在体内。一旦治疗中断，这些潜伏的病毒就可能重新激活，导致病情复发。因此，如何靶向并控制这些潜伏库，是实现艾滋病功能性治愈的关键。

长期以来，研究者们一直在探索能够诱导深度潜伏状态、实现“阻断-锁定”（block and lock）功能的治疗策略。其中，靶向病毒整合酶（Integrase, IN）与细胞辅因子LEDGF/p75相互作用的LEDGINs小分子抑制剂备受关注。LEDGF/p75就像HIV整合进入宿主基因组的“导航仪”，它能识别活跃转录区域的染色质标记，并将病毒前整合复合物“锚定”在这些基因密集区域，从而有利于病毒的活跃复制。早期的LEDGINs化合物（如CX14442）能够有效干扰HIV-1整合酶与LEDGF/p75的结合，不仅能抑制整合，还能将残余的前病毒“驱赶”到基因不活跃、转录抑制的区域，使其更难被激活，从而促进潜伏。然而，一个棘手的局限性在于，这些早期LEDGINs对与HIV-1亲缘关系较近的HIV-2和猴免疫缺陷病毒（SIV）无效，这使得无法在SIV感染的灵长类动物模型中验证LEDGINs的“阻断-锁定”疗效，严重阻碍了其临床前研究。

那么，能否设计出一种同时对HIV-2/SIV有效的LEDGINs化合物呢？由吉利德科学公司优化的新一代LEDGIN化合物GS-9822带来了希望。它最初是为克服HIV-1整合酶的A128T耐药突变而设计的，而HIV-2和SIV的整合酶在相应位置恰好带有一个甲硫氨酸（M128）。研究者们推测，GS-9822可能因此对HIV-2和SIV也产生抑制活性。这项发表在《Microbiology Spectrum》上的研究，系统评估了GS-9822对HIV-2和SIV的抗病毒效果及其对病毒潜伏的调控作用，取得了突破性发现。

研究人员运用了多种关键技术方法。在分子互作层面，他们采用AlphaScreen技术检测了GS-9822对HIV-1、HIV-2、SIV整合酶与LEDGF/p75蛋白相互作用的抑制能力。在细胞水平，他们通过MTT/MT-4细胞毒性/抗病毒实验评估了化合物对多种病毒株（包括HIV-1 III_B/NL4.3、HIV-2 ROD/EHO、SIVmac251）复制的影响。为了深入研究对病毒潜伏的调控，他们构建并使用了HIV-2 OGH双报告病毒系统——这是一种单轮感染的复制缺陷型病毒，携带由病毒自身LTR启动子驱动的绿色荧光蛋白（eGFP）和由组成型活性EF1α启动子驱动的橙色荧光蛋白（mKO2），可通过流式细胞术清晰区分活跃感染（eGFP⁺mKO2⁺）和潜伏感染（仅mKO2⁺）的细胞。此外，他们利用肿瘤坏死因子-α（TNFα）刺激模拟潜伏病毒的再激活。在机制探索上，他们通过定量PCR（qPCR）检测病毒拷贝数，并利用下一代测序（NGS）技术结合INSPIIRED生物信息学平台，全面分析了GS-9822处理前后HIV-2前病毒在宿主基因组中的整合位点分布及其周边表观遗传学特征。

GS-9822有效抑制HIV-1、HIV-2和SIV整合酶与LEDGF/p75的相互作用

AlphaScreen实验结果显示，与早期化合物CX14442相比，GS-9822能以纳摩尔级别的效力（IC₅₀）阻断HIV-2和SIV整合酶与LEDGF/p75的结合，其效果分别比CX14442强29倍和176倍。这表明GS-9822成功克服了早期LEDGINs对HIV-2/SIV无效的局限。

GS-9822在细胞培养中对HIV-1、HIV-2和SIV复制具有强效抗病毒活性

在MT-4细胞的多轮复制实验中，GS-9822对HIV-2 ROD株和SIVmac251株的半数有效浓度（EC₅₀）均低于0.3 μM，而CX14442则需要超过10 μM的浓度。GS-9822对HIV-2 ROD的效力是CX14442的146倍，且具有更高的选择性指数（SI）。这表明GS-9822在细胞水平能有效抑制HIV-2和SIV的复制。

GS-9822抑制HIV-2整合，降低报告基因表达，并增加HIV-2的即时潜伏

使用HIV-2 OGH双报告系统在SupT1细胞中进行实验发现，GS-9822能以浓度依赖的方式抑制HIV-2的整合（降低病毒拷贝数/细胞）和报告基因eGFP的表达。更重要的是，在药物处理后残余的整合事件中，仅表达mKO2的潜伏感染细胞比例（潜伏分数）显著增加。这说明GS-9822不仅抑制整合，还促进了残余前病毒进入潜伏状态。

GS-9822使残余的HIV-2前病毒更难被再激活

在感染阶段用GS-9822预处理细胞，洗掉药物后，用TNFα刺激试图激活潜伏病毒。结果显示，经GS-9822预处理后，残余的HIV-2前病毒被再激活的程度（eGFP阳性细胞倍数增加）呈下降趋势，且可被再激活的潜伏库比例减少。这表明GS-9822诱导形成的潜伏库更加稳定，更难被外部刺激唤醒。

GS-9822将HIV-2整合位点重定向远离基因和基因密集区域

整合位点测序分析是本研究的关键机制发现。结果显示，未经处理的HIV-2倾向于整合在基因内部、基因密集、染色质开放（如DNase I超敏位点附近）且富含活跃组蛋白标记（如H3K36me3、多种组蛋白乙酰化标记）的区域。而GS-9822处理后，残余的HIV-2前病毒被“驱赶”到了基因密度较低、GC含量较低、富含抑制性组蛋白标记（如H3K9me3、H3K27me3）的染色质环境中。这种整合位点的“重定向”是导致病毒潜伏性增强的结构基础。

综上所述，本研究得出了几项重要结论：首先，新一代LEDGIN化合物GS-9822首次被证明能够有效抑制HIV-2和SIV整合酶与细胞辅因子LEDGF/p75的相互作用，并在纳摩尔水平抑制这两种病毒的复制。其次，GS-9822能够模拟其对HIV-1的已知效应，即抑制HIV-2的整合，并将残余的前病毒重定向至宿主基因组中转录不活跃、表观遗传抑制的区域。最终，这种整合位点的改变导致了更具潜伏性、更难被再激活的病毒库的形成。

这项研究的意义重大。它首次全面证实了LEDGINs对HIV-2的“阻断-锁定”效应，填补了该领域的关键空白。尽管GS-9822本身因在非人灵长类中观察到泌尿道上皮毒性而终止开发，但本研究证明了设计具有抗SIV活性的新型LEDGINs是可行的。这为最终在SIV感染的灵长类动物模型中测试LEDGINs作为“阻断-锁定”功能性治愈策略的组成部分铺平了道路，是将该策略从细胞水平推向临床前动物模型研究的关键一步。同时，该研究也为亟需新治疗方案的HIV-2感染者提供了新的药物作用靶点和思路。总之，这项工作是连接基础研究发现与动物模型验证的重要桥梁，为最终实现艾滋病的功能性治愈带来了新的希望。