Procartaplex高分文献分享|人T淋巴细胞病毒1型（HTLV-1）感染治疗研究报告发表时间：2026-01-20 14:39  点击上方蓝字·   Combination antiretroviral therapy and MCL-1 inhibition mitigate HTLV-1 infection in vivo 研究背景 人T淋巴细胞病毒1型（HTLV-1）感染缺乏有效的预防和治疗手段，全球约 1000 万感染者中 5%-10% 会进展为成人T细胞白血病（ATL）、HTLV-1相关脊髓炎（HAM）等严重并发症，还可引发眼、肺、皮肤等慢性炎症疾病，所有感染者的死亡率均升高。 HTLV-1c亚型在澳大利亚中部部分原住民社区成人患病率高达40%，与支气管扩张相关的慢性肺部疾病和死亡高度关联。该亚型与全球流行的HTLV-1a亚型基因组差异显著，尤其在免疫调节相关基因区域，推测可能导致疾病结局差异，但缺乏直接的临床和临床前对比研究。 现有治疗手段效果有限，急性ATL患者一线治疗后多在6-12个月内复发。HIV抗逆转录病毒药物在HTLV-1感染中的应用效果尚不明确，tenofovir虽能体外抑制HTLV-1逆转录酶，但对已建立的感染效果不佳。BH3模拟物可通过抑制抗凋亡BCL-2家族蛋白诱导细胞凋亡，在血液肿瘤治疗中显示潜力，但针对HTLV-1感染的特异性靶向研究仍不足。 人源化小鼠模型为HTLV-1感染机制和治疗策略研究提供了重要工具，但此前针对HTLV-1c亚型的模型尚未建立，限制了相关治疗方案的开发。 研究目的
研究内容
使用来自HTLV-1c感染供者的外周血单核细胞(PBMC)，在注射到人源化非肥胖型糖尿病(NOD)-严重联合免疫缺陷(SCID)白细胞介素2受体亚单位缺乏症(IL2RGamma)小鼠(以下称为Hu-NSG小鼠52)中进行辐射，构建HTLV-1c感染的人源化NSG小鼠模型。通过腹腔注射HTLV-1c感染供体的外周血单个核细胞（PBMC）实现感染，模型呈现快速的病毒载量升高，感染后4周病毒载量达1.24×10⁶±6.38×10⁵ gag拷贝/10⁶ PBMC，且持续维持在高水平。 模型再现人类疾病关键特征：CD4⁺T细胞显著扩增，12周时较感染前增加三个数量级；出现脾肿大和肝脏淋巴细胞浸润；记忆CD4⁺T细胞成为主要感染靶细胞，占CD4⁺T细胞总数超99%；病毒基因组以截短和缺失形式为主，仅22.1%为完整全长基因组，与人类ATL患者特征一致。  图1.感染HTLV-1c的人源化小鼠发展与人类感染相关的疾病(A)HTLV-1感染的人源化小鼠模型。(B)用滴状数字聚合酶链式反应(DdPCR)定量检测HU-NSG感染小鼠外周血中HTLV-1c Gag基因相对参考基因(人rpp30)的动态变化。(C)在感染HTLV-1c的动物中，每毫升血液中人外周CD4+T细胞的数量。由人类CD45和CD4的表达来定义的细胞。(D)HTLV-1c从感染动物的外周血单核细胞中每人CD4+T细胞复制HTLV-1c。曲线图显示含有n个HTLV-1c Gag拷贝的细胞的部分。(E)在6WPI时，模拟感染和HTLV-1c感染的动物中CD4+CD25+T细胞的百分比。(F)通过针对N=6只感染2WPI的Hu-NSG小鼠的Gag(绿点)和Tax(蓝点)基因区域的ddPCR检测前病毒载量(PVL)和HTLV-1c拷贝数在每106个脾细胞中的分布。(G)基于连续的全基因组测序，HTLV-1c前病毒图谱位于6个WPI(71个基因组，来自N=3只小鼠)，该读数映射到HTLV-1c共识基因组。
利用模型来揭示HTLV-1c和HTLV1a之间潜在的亚型特异性致病性差异，这两个亚型在核苷酸水平上是最具差异的HTLV-1亚型。HTLV-1c 感染小鼠的病毒载量扩增速度略快于 HTLV-1a，12 周时前者病毒载量为后者的 2.76 倍；HTLV-1c 感染小鼠达到疾病伦理终点的比例更高（16 周时 HTLV-1c 组存活率 30%，HTLV-1a 组 70%）。 蛋白质组分析显示，HTLV-1c感染CD4⁺T细胞中有17种蛋白表达水平显著高于HTLV-1a感染细胞，包括HIST1H1E、OSTC等与细胞增殖和炎症相关的蛋白。 使用Procartaplex65因子试剂盒（Immune Monitoring65-Plex Human ProcartaPlex Panel，EPX650-10065-901）检测小鼠血清中促炎细胞因子/趋化因子（IL-8、IP-10、TNF等），HTLV-1c感染小鼠血清中的促炎细胞因子 / 趋化因子平均升高幅度更大，且肺部CD3⁺T细胞浸润在重度感染时显著高于HTLV-1a感染小鼠，提示其肺部致病性更强。  图2.与HTLV-1a(A)相比，HTLV-1c自然疾病进行性感染在人源化小鼠中的侵袭性略强于HTLV-1c(红色)和HTLV-1a(蓝色)Gag基因相对于参考基因(人rpp30)在感染的Hu-NSG小鼠的外周血液中的定量，通过ddPCR测量。(B)在感染HTLV-1c(红色)和感染HTLV-1a(蓝色)的动物中，随着时间的推移，每毫升血液中的外周人类CD4+T细胞。(C)感染HTLV-1c和感染HTLV-1a的动物的外周血液涂片的代表性图像显示了核形态。放大100倍。展示人类ATL样本以供比较。(D)火山曲线图显示，与HTLV-1a感染的动物相比，HTLV-1c感染的人外周CD4+T细胞中的蛋白质表达，随后进行了定量质谱分析。(E)用多重酶联免疫吸附试验测定HTLV-1c和HTLV-1a感染动物的血清细胞因子相对于模拟感染动物的对数2倍变化。(F)感染HTLV-1c和HTLV-1a的Hu-NSG小鼠器官的免疫组织化学分析(12-16 WPI)。
对3只未感染和3只HTLV-1c感染动物的CD4⁺CD45RO⁺记忆T细胞进行scRNA-seq分析，共纳入9131个细胞（41.6%感染，58.4%未感染），98.9%为 CD4⁺T细胞。 分析鉴定出10个细胞簇，感染与未感染细胞基因表达差异显著，除第8簇外均处于G1/G0 期，第9簇（CD4⁺Treg）以未感染细胞为主。筛选出的50个核心差异基因涉及细胞黏附、T细胞分化等通路，含HTLV-1感染标志物 CADM1；且差异基因与人类 ATL 患者基因表达高度一致，证实模型与人类疾病的相关性。  图3.人源化小鼠的HTLV-1c感染导致了与人类ATL患者相似的广泛转录变化(A)UMAP显示来自模拟和HTLV-1c感染动物的CD4+记忆T细胞聚集。(B)来自三只未感染(蓝色)和三只HTLV-1c感染(红色)动物的CD4+记忆T细胞的scRNA-seq聚类图。(C)三只未感染HTLV-1c的动物和三只感染HTLV-1c的动物之间的CD4+记忆T细胞差异表达基因前50名，按错误发现率排序。只显示了与非周期细胞子集(不包括第8簇)绝对折叠变化的基因。(D和E)(D)与未感染的动物相比，HTLV-1c感染的CD4+记忆T细胞中前25个KEGG通路上调，(E)前25个KEGG通路下调。(F)MA图，比较HTLV-1c感染和未感染的CD4+记忆T细胞的基因对数变化2倍和每百万对数的平均对数。在人类ATL患者中上调的基因以红色显示，而在人类ATL中下调的基因以蓝色显示。(G)条形码图谱显示，在HTLV-1c感染的人类ATL中，与未感染的CD4+记忆T细胞相比，ATL中的基因表达显著上调(红条，图上)，而人ATL中的基因表达显著下调(蓝条，图下)。每一组的富化线显示了曲线图每个部分中垂直条的相对富集度。
使用该模型来研究抗逆转录病毒化合物在体内预防HTLV-1c传播和早期感染的有效性。暴露前预防（PrEP）实验显示，临床相关剂量的tenofovir alafenamide（TAF）和tenofovir disoproxil fumarate（TDF）可显著降低HTLV-1c传播率，11周时TAF组58.33%小鼠无感染，TDF组54.54%，而对照组仅17.14%；lamivudine（3TC）无保护作用。 早期感染治疗实验中，TAF 与 dolutegravir（DTG）联合治疗可显著抑制病毒载量扩增，全程平均病毒载量较对照组降低 5.99 倍，单独使用 TAF 或 DTG 效果不显著；联合治疗在 12 周时仍维持病毒载量较对照组低 3.40 倍，且无明显药物诱导的淋巴细胞减少。  图4.抗逆转录病毒化合物减少HTLV-1c前病毒在体内的传播和抑制扩展，未观察到细胞毒性(A)HU-NSG小鼠在每日口服药物后的规定时间点无法检测到HTLV1c的百分比，开始于HTLV-1c攻击的前2天。(B)自体HTLV-1c感染的PBMC过继转移后一定时间点的外周血PVL。(C)未治疗组(N=3)和TAF+DTG治疗组(N=5)的HTLV-1c外周血PVL在12wpi时用ddPCR法测定。(D)HTLV-1c攻击的huNSG小鼠在第一次给药前(0WPI)和在4WPI时每毫升血液中人外周CD4+T细胞的绝对数量。
HTLV-1被认为与促进感染细胞存活的失调的细胞凋亡途径有关。一项包含已知内在凋亡bcl2家族成员的独立基因集测试确定了该基因集在HTLV-1c感染细胞与未感染细胞中的显著差异表达(p=0.0003)。单细胞RNA测序显示，HTLV-1c感染导致CD4⁺记忆T细胞内在凋亡通路失调，13个促凋亡基因和14个抗凋亡基因表达异常；蛋白水平检测发现感染细胞中BCL-2表达下调，而MCL-1表达升高1.64倍。 体外实验表明，MCL-1抑制剂S63845可高效诱导HTLV-1c感染CD4⁺记忆T细胞凋亡，1.1μM浓度下75.9%的感染细胞出现caspase-3 cleavage，显著高于BCL-2抑制剂venetoclax（11.4%）、BCL-XL抑制剂A1331852（16.7%）及多靶点抑制剂navitoclax（20.6%）。 体内实验中，S63845 治疗（25mg/kg，每周 3 次）可使 HTLV-1c 感染小鼠 CD4⁺T 细胞数量在 3 周内减少3.5倍；与 TAF+DTG 联合使用时，81% 的小鼠病毒载量降至检测下限，显著高于对照组（20%），且疾病进展延迟（中位存活时间延长 2.33 周）。  图5.HTLV-1c感染的T细胞内固有的凋亡失调，并呈现了一个治疗靶点(A)MD图，显示了HTLV-1c感染的和未感染的Hu-NSG小鼠的CD4+记忆T细胞基因对数2倍的变化。(B)与(A)中相同的管理基因集的条形码图。(C)HTLV-1c感染的记忆T细胞与未感染的记忆T细胞比较，细胞内bcl2、bclxl、mcl1、bax和BAK蛋白的表达。热图显示N=6只感染HTLV-1c的小鼠的表达水平，而N=6只未感染的小鼠的平均表达水平。(D)来自HTLV-1c感染动物的脾CD4+记忆T细胞(经ddPCR确认)在体外暴露于一系列浓度的S63845、ventoclax、A1331852或navitoclax 24小时后呈裂解caspase-3阳性的百分比。曲线图是两个独立实验的集合。细胞表达人CD45和CD4，并切割caspase-3。(E)与(D)中来自未感染对照动物的CD4+记忆T细胞相同。
使用S63845治疗HTLV-1c感染的动物，从4WPI开始。TAF+DTG 联合 MCL-1 抑制剂 S63845 显示协同作用：联合治疗可同时抑制病毒的新感染传播和已感染细胞的存活，显著降低病毒载量并延缓疾病进展，且未出现明显的非特异性淋巴细胞减少，对未感染细胞毒性较低。Venetoclax 单独或联合治疗对 HTLV-1c 病毒载量无显著影响，仅轻微抑制 CD4⁺T 细胞扩增，进一步证实 MCL-1 是 HTLV-1c 感染细胞存活的关键依赖分子。  图6.拮抗有利于生存的MCL-1，但不是BCL-2，杀死HTLV-1c感染的细胞并减缓体内的疾病进展(A)模拟和HTLV-1c感染动物在S63845或载药剂治疗前后的特定时间点的外周CD4+T细胞(门控于人CD45和CD4)(灰框)。(B-D)在HTLV-1c过继转移后的特定时间点(第0周)和赋形剂或S63845(灰盒)治疗3周后，我们对外周血中的HTLV-1c PVL进行定量：(B)感染和治疗诱导后3周的HTLV-1c PVL(DdPCR)；(C)随着时间的推移未检测到HTLV-1c前病毒的动物百分比(DdPCR)；以及(D)0、3、5和7WPI的CD4+T细胞(使用流式细胞仪)。(E)在HTLV-1c过继转移后的特定时间点(在第0周)和使用赋形剂或静脉滴注治疗3周后，我们对外周血中的HTLV-1c PVL进行了定量：(E)感染和治疗诱导后3周的HTLV-1c PVL(使用ddPCR)；(F)随着时间的推移未检测到HTLV-1c前病毒的动物的百分比(使用ddPCR)；以及(G)在0、3、5和7WPI时的CD4+T细胞(使用流式细胞仪)。在(B-G)组，两组小鼠每天服用TAF+DTG(从第0周开始)，以减少病毒传播。 研究总结 本研究成功建立了HTLV-1c感染的人源化小鼠模型，该模型再现了人类HTLV-1c感染的关键病理特征，为相关治疗研究提供了可靠工具。研究证实HTLV-1c亚型致病性略强于HTLV-1a，尤其在肺部炎症浸润方面更为显著，可能解释其在人类中更高的肺部并发症发生率。 抗逆转录病毒药物显示出明确的预防和早期治疗价值：TAF和TDF作为PrEP可显著降低HTLV-1c传播风险，TAF与DTG联合使用能有效抑制早期感染的病毒扩散，为高风险人群暴露预防和暴露后干预提供了新选择。 HTLV-1c感染细胞的存活高度依赖 MCL-1 介导的抗凋亡通路，MCL-1抑制剂S63845可特异性杀伤感染细胞，与 TAF+DTG 联合使用呈现协同效应，显著降低病毒载量并延缓疾病进展，且安全性良好，为 HTLV-1c 感染提供了潜在的治愈性治疗策略。 研究明确了MCL-1是HTLV-1c感染的关键治疗靶点，而BCL-2抑制剂venetoclax效果有限，为靶向药物开发提供了明确方向。同时证实了抗逆转录病毒药物与BH3模拟物联合治疗的可行性，为后续临床研究奠定了基础。 局限性方面，人源化小鼠模型疾病进展较人类感染更为迅速，可能影响治疗效果评估；模型无法长期维持干预以量化治愈率；亚型间致病性差异的分子机制仍需进一步深入探索。未来需开展纵向临床研究验证联合治疗方案的长期效果，并探索HTLV-1c特异性免疫调节基因在疾病进展中的作用。 ProcartaPlex产品推荐 Immune Monitoring 65-Plex Human ProcartaPlex™ Panel 货号 EPX650-10065-901 靶标 [微珠区域]： ProcartaPlex高分文献分享|细菌性肺炎的泛免疫全景：大规模单细胞转录组图谱研究报告 ProcartaPlex高分文献分享|五组分猴痘mRNA疫苗AR-MPXV5 在非人灵长类动物中的保护性免疫研究 ProcartaPlex高分文献分享|CAR T细胞治疗后小鼠的免疫治疗相关认知功能障碍  |