NatMet：新型单细胞技术助力表观遗传研究

　　跨学科组织的专家们首次为临床医生实现“无艾滋病时代”的目标设计了最新的改进方案，方案融合了尖端的生物医学技术以及基础的行为干预方法。该研究发表在《美国医学协会杂志》上。

　　这项方案是由国际抗病毒组织IAS-USA召集的专家志愿者小组提出的，为临床医生实施新型HIV预防方法提供了指导方针。专家们对于过去17年来出版或发表在科学会议上的数据进行了全面的审查。

　　首先，方案呼吁使用抗逆转录病毒疗法。该疗法能够抑制所有感染HIV个体的病毒复制，近乎消除病毒传播的风险，也是未感染HIV但存在高危感染风险的个体有效的暴露前预防方法。

　　其次，方案还强调要结合行为干预和社会干预，以帮助感染HIV的个体和有高危感染风险的个体实现高质量的HIV预防和治疗。

　　IAS-USA专家组的Jeanne M. Marrazzo说：“如今，用来预防HIV感染和疾病发展的方法比以往的任何时期都要好，但是我们应该鼓励和支持提供这些不同方法的人共同整合出一套结合咨询服务和生物医学手段的最佳预防和治疗方案，使人尽少的感染HIV，甚至不再出现感染。

　　抗逆转录病毒治疗已经拯救了数百万感染HIV人的生命，它将HIV从一种致命的感染转变成了可控的慢性疾病。虽然，自2001年以来，全球感染HIV-1的发病率已经降低了33%，但是2012年仍有近230万人感染HIV。在美国，每年大约有5万新感染的患者，这个数字自1990年以来一直保持平稳。

　　埃默里大学医学院的Carlos del Rio教授说：“我们所处时代的科学进步使得我们能够有效地实现对HIV的干预，阻止HIV的传播。但是能否实现HIV生物医学干预和行为干预的结合还要取决于临床医生的能力和意愿。”

　　这项新方案提供了一个实用且科学的方法，任何临床医生都可以实现它。

　　该方案提出的建议如下：

　　1.所有的成年人和青少年都应该做一次HIV检查，对那些增加HIV感染风险的人要进行重复检查。

　　2.临床医生应该警惕急性HIV感染的可能性，怀疑感染时应及时进行诊断检测。

　　3.确定感染HIV的个体应及时运用抗逆转录病毒疗法治疗。

　　4.坚持对感染HIV个体进行护理，包括个体风险评估和咨询服务，告知患者与性伴侣采取预防措施，定期进行性传播感染检查等。

　　5.具有高危感染风险却还未感染的个体应优先进行干预，如进行暴露前预防干预以及实施个性化咨询服务以降低感染的风险。

　　在生物科技研究委员会资助的巴布拉汉研究所和威康信托基金会桑格研究所单细胞基因组学中心的科学家们共同努力之下，发明了一种强有力的新型单细胞技术，可以帮助他们研究环境因素是如何影响人类的发展以及遗传自父母的某些特性。这项新技术能够应用于绘制单细胞中所有表观遗传标记基因的图谱，这将会有助于我们理解胚胎发育，促进临床广泛应用，例如癌症和不孕症的治疗。此外，它还将大大减少试验小鼠的使用量。

　　“表观遗传标记”是一种化学标记，标记的DNA使得细胞具有记忆功能。它们不改变DNA序列，但是会将单个细胞的经历记录在DNA上，从而使得细胞在衰亡后依旧保留整个记忆。进行标记是十分常规的，标记控制了基因的开和关，因此决定了细胞的成长。例如，构成皮肤的细胞与形成大脑的细胞是由不同类别的基因组成的。然而，环境因素例如饮食，也能够选择表观遗传标记在DNA上的定位，从而长期影响生物的身体健康。

　　巴布拉汉研究所的Gavin Kelsey博士说：“从单个细胞中获得这些表观遗传标记的整个图谱是十分关键的，具备这种能力将有助于我们充分理解早期胚胎的发展、癌症的进行过程，并且促进干细胞治疗的发展进程。”

　　试验胚胎学研究一直以来都依赖于小鼠作为模式动物，这项新型单细胞技术让我们能够研究人类早期胚胎发育的表观遗传过程。

　　研究发表在Nature Methods上，这项新技术让我们能够分析整个基因组中的DNA的甲基化，而这是表观遗传标记的一个关键种类。这个方法中使用化学物质亚硫酸氢盐处理细胞DNA，处理过的DNA被放大，然后在高通量测序仪器中读值，最终显示出甲基化的位置以及受影响的基因。

　　这些分析结果可以显示出在个体细胞的早期发育阶段，表观遗传变化时如何发生的。以往的方法都是针对于多样的、混合的细胞，而每个细胞都有自己的独特发育方式，因此这种方法会掩盖个体细胞发育时的不同。同时，新方法显示出，不同个体细胞中的不同甲基化标记都会精确地定位到控制基因活动的位点。

　　Gavin Kelsey博士说：“我们的工作证明了一个原理，即大规模的单细胞表观遗传分析能够帮助我们理解表观遗传变化是如何控制胚胎发育的。而这项应用远不止基础生物学研究，未来的临床治疗上，我们也可以利用这种方法来分析单个癌细胞从而调整治疗方案，或者通过分析表观遗传错误改进不孕症疗法，增强繁育技术。”

　　Wolf Reik教授说：“这项激动人心的新方法已经赋予了我们卓越的洞察力，让我们了解了胚胎干细胞中究竟有多少表观遗传信息的变化，这有可能就是胚胎干细胞细胞具有分化成不同细胞种类这一强大可塑性的基础。”6.对具有高危感染风险的人建议每天服用恩曲他滨替诺福韦片，服用规则应遵循常规的感染风险评估。

　　7.对需要注射药物的个体，应提供能够降低危害的服务，比如针头和注射器的更换，提供辅助的治疗方法等。

　　8.对已知感染源并已经暴露HIV的人应尽快启动暴露后预防。

　　该方案指出，虽然实施这些建议存在经济上或者政治上的挑战，但是却对预防HIV感染和疾病的发展具有实质性的作用。