“神奇血液”在南非：人类离终结艾滋还有多远？
7月21日，是“Zero HIV Stigma Day”，这是一个为了纪念首位向大众公开分享自身人类免疫缺陷病毒（以下简称：艾滋病毒）感染状况的南非黑人妇女普律当丝·玛贝尔(Prudence Mabele)而设立的节日。现在，伴随着人类对于艾滋病毒认知的加深，我们看到，全世界已团结起来，正在采取各种行动以消除对艾滋病毒的污名，并决心攻克它。
在这个特殊的日子来临之际，华大智造与Nature Research Custom Media团队一起去往南非，走进了一群特殊的艾滋病毒感染者及研究者——一个被称为“精英控制者”(ECs,elite controllers)”的极少数幸运群体，让我们共同了解这项研究所带来的贡献与希望，一起探寻精英控制者之谜。
HIV精英控制者的秘密
在全球范围内，艾滋病(AIDS)作为一项严重的公共卫生问题在困扰着数千万人。根据南非人文科学研究委员会的最新统计，截至2022年，南非约有780万人感染艾滋病毒，成为全球艾滋病毒感染者人数最多的国家。
尽管非洲大陆拥有世界上最为丰富的遗传多样性，但人类基因组测序的覆盖率却相对较低。为了实行有针对性的病毒干预计划，让更多感染者得到有效治疗，利用基因组学进行研究显得尤为重要。
在全球艾滋病毒研究中，最引人注目的研究对象之一是“精英控制者”。这是一群罕见的 HIV-1阳性个体，他们的免疫系统可以在不服用抗逆转录病毒药物(ARV)的情况下抑制病毒感染发展。
据统计，每200名艾滋病毒感染者中，大约有1人（0.5%）可能是精英控制者。他们体内拥有“神奇的血液”，虽然携带艾滋病毒，却先天具备艾滋病毒免疫力，能够把病毒数量“控制”在安全范围内。而在艾滋病毒感染率极高的南非，精英控制者的比例似乎更高。通过研究揭开精英控制者的“秘密”，科学家们有望找到新的治疗线索，从而惠及更广泛的感染者群体。
在华大智造先进的基因测序工具和技术的支持下，南非医学研究理事会 (SAMRC) 和夸祖鲁-纳塔尔大学(UKZN)的研究人员正逐步揭开HIV精英控制者的神秘面纱，探寻这一特殊群体自然控制艾滋病感染的方法，为南非人民的健康和生活质量带来新希望。
开展精英控制者研究
为了揭示非洲裔人群中的多态性和突变，并探究它们与艾滋病毒病情进展之间的关系，夸祖鲁-纳塔尔大学遗传学教授 Veron Ramsuran 博士和非洲健康研究所基础与转化科学主任 Thumbi Ndung’u 教授于 2019 年与南非医学研究理事会、华大智造和南非当地诊所携手合作，利用全基因组测序 (WGS) 将他们持续了20多年的精英控制者研究推向新高度。
夸祖鲁-纳塔尔大学遗传学教授 Veron Ramsuran 博士
南非医学研究理事会精准医学高级项目经理Rizwana Mia表示：“在华大智造的设备支持下，南非医学研究理事会基因组学中心于2019年在开普敦正式启用，创立伊始，我们就同时启动了这个HIV宿主基因组项目。当时，非洲还没有真正的大规模高通量测序基础设施。通过此次合作，华大智造不仅在我们的实验室建立了高通量测序平台，并协助我们设计了实验室专门的规模化基础设施，填补了我们在大规模平行测序技术方面的空白。”
Mia进一步解释道：“更重要的是，通过扩大实验室，我们希望能够解决南非超负担的医疗体系问题。我们的项目着眼于精英控制者，以揭示疾病进展的机制以及宿主主导的先天免疫控制机制。此外，我们还纳入了家庭组研究对象，以帮助我们更好地了解儿童HIV非进展者与其同样感染艾滋病毒的父母之间的关系，发现可能有助于宿主免疫控制艾滋病毒的遗传差异。”
华大智造高效先进的DNBSEQ测序平台和设备工作流程在合作中发挥了重要作用。凭借 DNBSEQ的高准确度、快速周转时间和高成本效益，研究人员能够生成高质量的数据来分析不同的HIV基因型，并识别与精英控制者相关的潜在免疫学机制。通过多方共同努力，项目研究团队在揭示精英控制者关键遗传学见解方面取得了重大进展。
HIV宿主基因组项目首席研究员、UKZN 副教授 Veron Ramsuran博士表示介绍：“我们通过全基因组测序生成的新数据确定了与 HIV 疾病有关的新基因和多态性。传统上，与HIV相关的突变或基因列表的研究主要基于高加索人群的数据，而现在我们的研究为非洲血统人群的后代提供了更多信息，为新的治疗方法和疫苗研发提供了依据。”
Ramsuran补充道：“了解药物与个体之间的相互作用同样重要。我们发现，过去某些多态性与基因中的药物代谢有关。基于这种理解，结合个体的遗传学特征，我们可以开发预测工具，根据多态性的存在指导临床医生选择合适的药物类型或剂量，以促进药物的更快代谢。”
在华大智造的平台支持下，南非医学研究理事会不断深化基因组学科学的发展，不仅用于HIV研究，还扩展到精准医学领域。SAMRC基因组学中心作为非洲大陆首个拥有高通量基因组测序设备的组织，自2019年成立以来显著增强了南非在测序、分析和存储人类基因组信息的能力，开启了前沿研究的新篇章。
2023年，SAMRC使用华大智造的DNBSEQ-G400高通量测序仪（该产品在境内销售名称为MGISEQ-2000）和stLFR技术对非洲生物基因组项目（African BioGenome Project）的首个植物物种进行了测序。此外，华大智造通过增强该中心测序平台在农业基因组学领域的应用，还为非洲的生物多样性保护、粮食安全和环境健康贡献了重要力量。
然而，这仅仅是开始。南非的疾病研究不会止步于此。HIV病毒宿主基因组项目还为即将开始的南非国家110K人类基因组计划奠定了基础。这项大规模的人口研究将涉及110,000名南非人口参与者，旨在更深入地了解南非人的基因组多样性，应对各种健康问题，并推动个性化医疗的发展。此外，所收集到的研究数据将纳入国家人口数据库，以加深对非洲疾病整体状况的了解。
艾滋病毒人类遗传学研究参与者Primrose（中）和她的孩子们
考虑到南非人口结构多样化、人类基因组数据不足以及艾滋病等疾病造成的沉重负担，了解发病机制和固有突变对于实施有针对性的治疗和公共卫生计划至关重要。凭借华大智造更经济的测序成本、高质量的数据和高效的一体化工作流程，南非研究人员将继续推进对HIV精英控制者等罕见HIV表型的研究进展，为艾滋病毒和其他多种疾病的干预和治疗方法的发展带来希望。
该项目多项队列研究的首席研究员Thumbi Ndung’u 教授认为：“研究基因变异及其对艾滋病毒的影响是一个改变游戏规则的事情。这些发现将揭示针对艾滋病毒的最佳免疫反应。实际上，这些知识将具有广泛的适用性，不仅适用于艾滋病，还可能对其他疾病（传染性和非传染性）及其药物干预产生影响。这些都将确保非洲人和其他人种一样，平等地成为全球药物和疫苗开发的中心。”
非洲健康研究所基础与转化科学主任 Thumbi Ndung’u 教授
今年6月，华大智造基于便携式测序仪DNBSEQ-E25和中小通量测序仪DNBSEQ-G99推出HIV-1基因分型和耐药测序组合产品。通过深度测序，该组合能够快速检测出耐药性相关的低频突变。再结合华大智造的自动化样本制备系统和HIV-GenomePro生信分析平台，用户可以获得快速准确的HIV-1检测、耐药分析、基因组组装、突变检测和进化追踪等功能。操作过程高效便捷，从RNA 提取到报告生成，DNBSEQ-E25可以在28.5小时内处理多达 16 个样本，而 DNBSEQ-G99 可以在短短24小时内处理多达120个样本。
这项由南非医学研究理事会、夸祖鲁-纳塔尔大学和华大智造共同推动的研究项目，通过全基因组测序等先进技术的应用，研究团队致力于揭示HIV精英控制者的免疫机制，不仅为南非，也为全球治愈艾滋病提供新的视角和希望。
未来，我们期待继续发挥工具的创新力量，在为全人类健康改善之路上与更多伙伴紧密合作，为人类的健康和福祉贡献更多力量。
编辑：李丽
本文系作者 @华大集团 授权发布在 肽度TIMEDOO。未经许可，禁止转载。
