HIV-1整合酶E157Q的多态性对拉替拉韦及多替拉韦体外敏感性作用的研究

曾有研究报道1例因HIV-1整合酶E157Q的天然多态性导致拉替拉韦(RAL)及多替拉韦(DTG)治疗失败的病例。合成的6组重组病毒中，包含有自临床HIV-1分离的携带有E157Q的整合酶，且E157Q是唯一的链转移反应抑制剂(INSTI)耐药的突变位点。表型分析显示，E157Q对RAL及DTG的药物敏感性的作用微乎其微。结合斯坦福HIV数据库，本研究表明E157Q与INSTI的耐药无关。既往报道的E157Q相关耐药应该是由合并的尚未确定的整合酶多态性引起。

HIV-1链转移抑制剂(integrase strand inhibitor,INSTI)是目前公认的一线靶向抗病毒治疗药物[1]。尽管同类首个药物拉替拉韦(raltegravir,RAL)和具有高度交叉耐药性的埃替拉韦(elvitegravir,EVG)的耐药特征已得到良好的确立，但是，自第二代药物多替拉韦(dolutegravir,DTG)批准上市以来，表现出了不同的耐药特点，同时也具有更强的基因屏障[2]。这意味着一线治疗方案失败的患者对于DTG方案治疗无耐药性，对RAL或EVG耐药可以用DTG挽救[3]。

三个最常用的基因型解析系统，即美国斯坦福大学HIV耐药数据库(the stanford HIV resistance database,HIVdb)、法国国家艾滋病研究署(the french agence nationale de recherche sur le sida,ANRS)及比利时HIV数据库(the belgian rega institute,REGA)都表明，R263K突变及Q148/H/K/R、G140A/S和/或E138K的联合突变是导致DTG耐药的主要原因。然而，和其他抗HIV-1药物的靶点一样，大量的天然多态性及少量的药物选择性突变可以影响INSTI的耐药模式，并导致不可预知的表型，对于最近上市的DTG尤其如此。事实上，最近一例病例报道发现[4]，对于初始采用RAL抗病毒治疗、之后采用二线DTG治疗均失败的一例患者，其天然携带的E157Q是唯一引起INSTI相关耐药的原因。在同一研究中，通过生化实验发现，从该患者体内提取的E157Q突变可增加DTG耐药性达9倍。随后Anstett等[5]的研究显示，在非细胞实验中，来自NL4-3的E157Q的点突变不能降低DTG的药物敏感性；但是，E157Q可以恢复低表达R263K突变引起的感染性，与R263K单独存在时相比，其可增加R263K相关DTG药物耐药性达10倍。令人费解的是，HIVdb显示，E157Q可能对RAL和EVG有潜在的低水平耐药，而对DTG不存在耐药 ；而ANRS显示，E157Q对RAL和EVG有耐药性，对DTG可能耐药；REGA显示，E157Q对这三种INSTI都不存在耐药。

为了阐明E157Q的独立临床作用，本研究从常规的药物耐药检测中收集了6例临床样本，在这些样本中E157Q均为所携带的唯一与INSTI相关的药物耐药位点(基于HIVdb的INSTI突变列表)。研究对象均签署知情同意，并得到了东南托斯卡纳区伦理委员会的批准。6例患者中，只有1例曾接受过INSTI的抗病毒治疗。构建携带有临床整合酶的NL4-3衍生重组病毒，并通过复制能力测定实验(与参考Phenosense实验密切相关)，来衡量其对RAL和DTG的表型敏感性[6]。GenBank数据库收录了重组病毒的整合酶序列，序号为MF445001到MF445006。表1显示了RAL和DTG的药物敏感性的倍数变化，在4例样本中，DTG药物敏感性变化高于2倍，而RAL在所有样本中均无明显变化。通过配对t检验，DTG组比RAL组倍数变化大，且有统计学意义(2.1±0.87 vs 0.94±0.33，P=0.013)。然而，根据Phenosense实验测定的敏感性临界值(RAL的生物临界值为1.5，DTG的临床临界值上限及下限分别为4和13)，一例重组病毒对于RAL临界耐药(1.5倍)，而所有病毒均对DTG敏感。值得注意的是，E157Q的点突变对DTG或RAL的药物敏感性影响不大，这和以往的研究相符[6]。与所有的E157Q基因序列对比以检测可能可以解释Danion等[4]所描述的DTG耐药表型的签名多态性(signature polymorphisms)的尝试没有成功，因为样本量低，而整合酶具有广泛的多态性。

HIV斯坦福数据库(https://hivdb.stanford.edu)显示，整合酶E157Q突变作为一种天然多态性普遍存在，根据亚型的不同存在于1.4％~7.4％的分离株中。在最常见的以INSTI治疗的B亚型中，未使用INSTI治疗组与使用INSTI治疗组相比，患病率从2.5％显著增加到6.5％(P[7]。