NatMet：新型單細胞技術助力表觀遺傳研究

　　跨學科組織的專家們首次為臨床醫生實現“無艾滋病時代”的目標設計了最新的改進方案，方案融合了尖端的生物醫學技術以及基礎的行為干預方法。該研究發表在《美國醫學協會雜志》上。

　　這項方案是由國際抗病毒組織IAS-USA召集的專家志愿者小組提出的，為臨床醫生實施新型HIV預防方法提供了指導方針。專家們對于過去17年來出版或發表在科學會議上的數據進行了全面的審查。

　　首先，方案呼吁使用抗逆轉錄病毒療法。該療法能夠抑制所有感染HIV個體的病毒復制，近乎消除病毒傳播的風險，也是未感染HIV但存在高危感染風險的個體有效的暴露前預防方法。

　　其次，方案還強調要結合行為干預和社會干預，以幫助感染HIV的個體和有高危感染風險的個體實現高質量的HIV預防和治療。

　　IAS-USA專家組的Jeanne M. Marrazzo說：“如今，用來預防HIV感染和疾病發展的方法比以往的任何時期都要好，但是我們應該鼓勵和支持提供這些不同方法的人共同整合出一套結合咨詢服務和生物醫學手段的最佳預防和治療方案，使人盡少的感染HIV，甚至不再出現感染。

　　抗逆轉錄病毒治療已經拯救了數百萬感染HIV人的生命，它將HIV從一種致命的感染轉變成了可控的慢性疾病。雖然，自2001年以來，全球感染HIV-1的發病率已經降低了33%，但是2012年仍有近230萬人感染HIV。在美國，每年大約有5萬新感染的患者，這個數字自1990年以來一直保持平穩。

　　埃默里大學醫學院的Carlos del Rio教授說：“我們所處時代的科學進步使得我們能夠有效地實現對HIV的干預，阻止HIV的傳播。但是能否實現HIV生物醫學干預和行為干預的結合還要取決于臨床醫生的能力和意愿。”

　　這項新方案提供了一個實用且科學的方法，任何臨床醫生都可以實現它。

　　該方案提出的建議如下：

　　1.所有的成年人和青少年都應該做一次HIV檢查，對那些增加HIV感染風險的人要進行重復檢查。

　　2.臨床醫生應該警惕急性HIV感染的可能性，懷疑感染時應及時進行診斷檢測。

　　3.確定感染HIV的個體應及時運用抗逆轉錄病毒療法治療。

　　4.堅持對感染HIV個體進行護理，包括個體風險評估和咨詢服務，告知患者與性伴侶采取預防措施，定期進行性傳播感染檢查等。

　　5.具有高危感染風險卻還未感染的個體應優先進行干預，如進行暴露前預防干預以及實施個性化咨詢服務以降低感染的風險。

　　在生物科技研究委員會資助的巴布拉漢研究所和威康信托基金會桑格研究所單細胞基因組學中心的科學家們共同努力之下，發明了一種強有力的新型單細胞技術，可以幫助他們研究環境因素是如何影響人類的發展以及遺傳自父母的某些特性。這項新技術能夠應用于繪制單細胞中所有表觀遺傳標記基因的圖譜，這將會有助于我們理解胚胎發育，促進臨床廣泛應用，例如癌癥和不孕癥的治療。此外，它還將大大減少試驗小鼠的使用量。

　　“表觀遺傳標記”是一種化學標記，標記的DNA使得細胞具有記憶功能。它們不改變DNA序列，但是會將單個細胞的經歷記錄在DNA上，從而使得細胞在衰亡后依舊保留整個記憶。進行標記是十分常規的，標記控制了基因的開和關，因此決定了細胞的成長。例如，構成皮膚的細胞與形成大腦的細胞是由不同類別的基因組成的。然而，環境因素例如飲食，也能夠選擇表觀遺傳標記在DNA上的定位，從而長期影響生物的身體健康。

　　巴布拉漢研究所的Gavin Kelsey博士說：“從單個細胞中獲得這些表觀遺傳標記的整個圖譜是十分關鍵的，具備這種能力將有助于我們充分理解早期胚胎的發展、癌癥的進行過程，并且促進干細胞治療的發展進程。”

　　試驗胚胎學研究一直以來都依賴于小鼠作為模式動物，這項新型單細胞技術讓我們能夠研究人類早期胚胎發育的表觀遺傳過程。

　　研究發表在Nature Methods上，這項新技術讓我們能夠分析整個基因組中的DNA的甲基化，而這是表觀遺傳標記的一個關鍵種類。這個方法中使用化學物質亞硫酸氫鹽處理細胞DNA，處理過的DNA被放大，然后在高通量測序儀器中讀值，最終顯示出甲基化的位置以及受影響的基因。

　　這些分析結果可以顯示出在個體細胞的早期發育階段，表觀遺傳變化時如何發生的。以往的方法都是針對于多樣的、混合的細胞，而每個細胞都有自己的獨特發育方式，因此這種方法會掩蓋個體細胞發育時的不同。同時，新方法顯示出，不同個體細胞中的不同甲基化標記都會精確地定位到控制基因活動的位點。

　　Gavin Kelsey博士說：“我們的工作證明了一個原理，即大規模的單細胞表觀遺傳分析能夠幫助我們理解表觀遺傳變化是如何控制胚胎發育的。而這項應用遠不止基礎生物學研究，未來的臨床治療上，我們也可以利用這種方法來分析單個癌細胞從而調整治療方案，或者通過分析表觀遺傳錯誤改進不孕癥療法，增強繁育技術。”

　　Wolf Reik教授說：“這項激動人心的新方法已經賦予了我們卓越的洞察力，讓我們了解了胚胎干細胞中究竟有多少表觀遺傳信息的變化，這有可能就是胚胎干細胞細胞具有分化成不同細胞種類這一強大可塑性的基礎。”6.對具有高危感染風險的人建議每天服用恩曲他濱替諾福韋片，服用規則應遵循常規的感染風險評估。

　　7.對需要注射藥物的個體，應提供能夠降低危害的服務，比如針頭和注射器的更換，提供輔助的治療方法等。

　　8.對已知感染源并已經暴露HIV的人應盡快啟動暴露后預防。

　　該方案指出，雖然實施這些建議存在經濟上或者政治上的挑戰，但是卻對預防HIV感染和疾病的發展具有實質性的作用。