“能夠生存下來的物種，并不那些最強壯的，也不是那些最聰明的，而是那些對變化做出快速反應的?！薄_爾文《物種起源》

7月21日，是“Zero HIV Stigma Day”，這是一個為了紀念首位向大眾公開分享自身人類免疫缺陷病毒（以下簡稱：艾滋病毒）感染狀況的南非黑人婦女普律當絲·瑪貝爾(Prudence Mabele)而設立的節(jié)日?，F(xiàn)在，伴隨著人類對于艾滋病毒認知的加深，我們看到，全世界已團結起來，正在采取各種行動以消除對艾滋病毒的污名，并決心攻克它。

在這個特殊的日子來臨之際，華大智造與Nature Research Custom Media團隊一起去往南非，走進了一群特殊的艾滋病毒感染者及研究者——一個被稱為“精英控制者”(ECs,elite controllers)”的極少數(shù)幸運群體，讓我們共同了解這項研究所帶來的貢獻與希望，一起探尋精英控制者之謎。

天選之子？

HIV精英控制者的秘密

在全球范圍內，艾滋病(AIDS)作為一項嚴重的公共衛(wèi)生問題在困擾著數(shù)千萬人。根據(jù)南非人文科學研究委員會的最新統(tǒng)計，截至2022年，南非約有780萬人感染艾滋病毒，成為全球艾滋病毒感染者人數(shù)最多的國家。

盡管非洲大陸擁有世界上最為豐富的遺傳多樣性，但人類基因組測序的覆蓋率卻相對較低。為了實行有針對性的病毒干預計劃，讓更多感染者得到有效治療，利用基因組學進行研究顯得尤為重要。

在全球艾滋病毒研究中，最引人注目的研究對象之一是“精英控制者”。這是一群罕見的 HIV-1陽性個體，他們的免疫系統(tǒng)可以在不服用抗逆轉錄病毒藥物(ARV)的情況下抑制病毒感染發(fā)展。

艾滋病毒人類遺傳學研究參與者、“精英控制者”Luyolo Stengile

據(jù)統(tǒng)計，每200名艾滋病毒感染者中，大約有1人（0.5%）可能是精英控制者。他們體內擁有“神奇的血液”，雖然攜帶艾滋病毒，卻先天具備艾滋病毒免疫力，能夠把病毒數(shù)量“控制”在安全范圍內。而在艾滋病毒感染率極高的南非，精英控制者的比例似乎更高。通過研究揭開精英控制者的“秘密”，科學家們有望找到新的治療線索，從而惠及更廣泛的感染者群體。

在華大智造先進的基因測序工具和技術的支持下，南非醫(yī)學研究理事會 (SAMRC) 和夸祖魯-納塔爾大學(UKZN)的研究人員正逐步揭開HIV精英控制者的神秘面紗，探尋這一特殊群體自然控制艾滋病感染的方法，為南非人民的健康和生活質量帶來新希望。

華大智造支持南非HIV宿主基因組項目

開展精英控制者研究

為了揭示非洲裔人群中的多態(tài)性和突變，并探究它們與艾滋病毒病情進展之間的關系，夸祖魯-納塔爾大學遺傳學教授 Veron Ramsuran 博士和非洲健康研究所基礎與轉化科學主任 Thumbi Ndung'u 教授于 2019 年與南非醫(yī)學研究理事會、華大智造和南非當?shù)卦\所攜手合作，利用全基因組測序 (WGS) 將他們持續(xù)了20多年的精英控制者研究推向新高度。

夸祖魯-納塔爾大學遺傳學教授 Veron Ramsuran 博士

南非醫(yī)學研究理事會精準醫(yī)學高級項目經理Rizwana Mia表示：“在華大智造的設備支持下，南非醫(yī)學研究理事會基因組學中心于2019年在開普敦正式啟用，創(chuàng)立伊始，我們就同時啟動了這個HIV宿主基因組項目。當時，非洲還沒有真正的大規(guī)模高通量測序基礎設施。通過此次合作，華大智造不僅在我們的實驗室建立了高通量測序平臺，并協(xié)助我們設計了實驗室專門的規(guī)模化基礎設施，填補了我們在大規(guī)模平行測序技術方面的空白。”

Mia進一步解釋道：“更重要的是，通過擴大實驗室，我們希望能夠解決南非超負擔的醫(yī)療體系問題。我們的項目著眼于精英控制者，以揭示疾病進展的機制以及宿主主導的先天免疫控制機制。此外，我們還納入了家庭組研究對象，以幫助我們更好地了解兒童HIV非進展者與其同樣感染艾滋病毒的父母之間的關系，發(fā)現(xiàn)可能有助于宿主免疫控制艾滋病毒的遺傳差異?！?/span>

南非醫(yī)學研究理事會精準醫(yī)學高級項目經理Rizwana Mia

華大智造高效先進的DNBSEQ測序平臺和設備工作流程在合作中發(fā)揮了重要作用。憑借 DNBSEQ的高準確度、快速周轉時間和高成本效益，研究人員能夠生成高質量的數(shù)據(jù)來分析不同的HIV基因型，并識別與精英控制者相關的潛在免疫學機制。通過多方共同努力，項目研究團隊在揭示精英控制者關鍵遺傳學見解方面取得了重大進展。

HIV宿主基因組項目首席研究員、UKZN 副教授 Veron Ramsuran博士表示介紹：“我們通過全基因組測序生成的新數(shù)據(jù)確定了與 HIV 疾病有關的新基因和多態(tài)性。傳統(tǒng)上，與HIV相關的突變或基因列表的研究主要基于高加索人群的數(shù)據(jù)，而現(xiàn)在我們的研究為非洲血統(tǒng)人群的后代提供了更多信息，為新的治療方法和疫苗研發(fā)提供了依據(jù)?！?/span>

Ramsuran補充道：“了解藥物與個體之間的相互作用同樣重要。我們發(fā)現(xiàn)，過去某些多態(tài)性與基因中的藥物代謝有關?；谶@種理解，結合個體的遺傳學特征，我們可以開發(fā)預測工具，根據(jù)多態(tài)性的存在指導臨床醫(yī)生選擇合適的藥物類型或劑量，以促進藥物的更快代謝?！?/span>

解鎖南非人類基因組的奧秘

在華大智造的平臺支持下，南非醫(yī)學研究理事會不斷深化基因組學科學的發(fā)展，不僅用于HIV研究，還擴展到精準醫(yī)學領域。SAMRC基因組學中心作為非洲大陸首個擁有高通量基因組測序設備的組織，自2019年成立以來顯著增強了南非在測序、分析和存儲人類基因組信息的能力，開啟了前沿研究的新篇章。

2023年，SAMRC使用華大智造的DNBSEQ-G400高通量測序儀（該產品在境內銷售名稱為MGISEQ-2000）和stLFR技術對非洲生物基因組項目（African BioGenome Project）的首個植物物種進行了測序。此外，華大智造通過增強該中心測序平臺在農業(yè)基因組學領域的應用，還為非洲的生物多樣性保護、糧食安全和環(huán)境健康貢獻了重要力量。

然而，這僅僅是開始。南非的疾病研究不會止步于此。HIV病毒宿主基因組項目還為即將開始的南非國家110K人類基因組計劃奠定了基礎。這項大規(guī)模的人口研究將涉及110,000名南非人口參與者，旨在更深入地了解南非人的基因組多樣性，應對各種健康問題，并推動個性化醫(yī)療的發(fā)展。此外，所收集到的研究數(shù)據(jù)將納入國家人口數(shù)據(jù)庫，以加深對非洲疾病整體狀況的了解。

艾滋病毒人類遺傳學研究參與者Primrose（中）和她的孩子們

考慮到南非人口結構多樣化、人類基因組數(shù)據(jù)不足以及艾滋病等疾病造成的沉重負擔，了解發(fā)病機制和固有突變對于實施有針對性的治療和公共衛(wèi)生計劃至關重要。憑借華大智造更經濟的測序成本、高質量的數(shù)據(jù)和高效的一體化工作流程，南非研究人員將繼續(xù)推進對HIV精英控制者等罕見HIV表型的研究進展，為艾滋病毒和其他多種疾病的干預和治療方法的發(fā)展帶來希望。

該項目多項隊列研究的首席研究員Thumbi Ndung'u 教授認為：“研究基因變異及其對艾滋病毒的影響是一個改變游戲規(guī)則的事情。這些發(fā)現(xiàn)將揭示針對艾滋病毒的最佳免疫反應。實際上，這些知識將具有廣泛的適用性，不僅適用于艾滋病，還可能對其他疾?。▊魅拘院头莻魅拘裕┘捌渌幬锔深A產生影響。這些都將確保非洲人和其他人種一樣，平等地成為全球藥物和疫苗開發(fā)的中心?！?/span>

非洲健康研究所基礎與轉化科學主任 Thumbi Ndung'u 教授

今年6月，華大智造基于便攜式測序儀DNBSEQ-E25和中小通量測序儀DNBSEQ-G99推出HIV-1基因分型和耐藥測序組合產品。通過深度測序，該組合能夠快速檢測出耐藥性相關的低頻突變。再結合華大智造的自動化樣本制備系統(tǒng)和HIV-GenomePro生信分析平臺，用戶可以獲得快速準確的HIV-1檢測、耐藥分析、基因組組裝、突變檢測和進化追蹤等功能。操作過程高效便捷，從RNA 提取到報告生成，DNBSEQ-E25可以在28.5小時內處理多達 16 個樣本，而 DNBSEQ-G99 可以在短短24小時內處理多達120個樣本。

這項由南非醫(yī)學研究理事會、夸祖魯-納塔爾大學和華大智造共同推動的研究項目，通過全基因組測序等先進技術的應用，研究團隊致力于揭示HIV精英控制者的免疫機制，不僅為南非，也為全球治愈艾滋病提供新的視角和希望。

未來，我們期待繼續(xù)發(fā)揮工具的創(chuàng)新力量，在為全人類健康改善之路上與更多伙伴緊密合作，為人類的健康和福祉貢獻更多力量。