长效的衣壳抑制剂可保护猕猴免受重复SHIV挑战

　　艾滋病毒大流行是全球发病率和死亡率的主要原因5。当前的艾滋病毒预防策略包括公共卫生措施以及疫苗的开发和改善的预防前预防（PREP）摄取。南非艾滋病研究中心（CAPRISA；试验004）6，暴露前预防倡议（IPREX）7和合作伙伴Prep8进行的研究表明，基于Tenofovir的PREP可以减少HIV的传播。最近的现实世界数据证实，在摄取预摄取率为9,10的地区，HIV-1发病率显着降低了HIV-1的发病率。但是，依靠药物管理的准备策略受到依从性的限制，从而减少了对HIV传播的现实影响11,12,13。长效预制剂可能会减少与日常药物管理，频繁的医疗相互作用以及围绕包括HIV3在内的性传播感染有关的污名相关的障碍。作为这种方法的一部分，在每2个月内皮下注射每2个月内注射一次集成酶链转移抑制剂Cabotegravir（CAB-LA）的长效表述可在HIV预防试验网络（HPTN）研究（HPTN 083）14中减少HIV传播。 　　HIV衣壳蛋白在病毒复制周期的早期和晚期中具有多个基本作用，使其成为抗逆转录病毒（ARV）15的吸引力目标。Lenacapavir（Len，以前为GS-6207）是第一个经过临床验证的HIV CAPSID抑制剂，并显示出针对野生型病毒的皮摩尔抗病毒活性和对当前ARVS16抗性的变体。LEN在高度保守的界面上结合了衣壳蛋白单体之间的界面，该蛋白质单体会导致衣壳核进口的缺陷，降低病毒体产生和异常的衣壳组件。LEN的长效表述已显示出具有有效的抗病毒活性，单疗治疗9天后HIV-1 RNA的最大2.3 log10下降17，并且在1B研究期中每年两次地下给药的潜力两次。GS-CA1是LEN的结构类似物，具有相同的capsid依赖性多阶段作用机理，对不同形式的HIV CapsID（即前体，单体，五聚体和六聚体）的结合亲和力相似，对HIV和HIV的效力相似，并且对HIV和敏捷的免疫缺陷病毒（SIV）（SIV）（SIV）和相似的电阻。此外，先前已证明它在HIV-1处理的人源化小鼠模型中具有很高的临床前功效（扩展数据表1）4。然而，以前尚未证明LEN或GS-CA1的长期预防功效。在这项研究中，我们评估了单剂量的长作用帽抑制剂的潜力，以防止在恒河猕猴中使用猿猴 - 人类免疫缺陷病毒（SHIV）反复挑战。选择GS-CA1进行此分析，因为与LEN相比，其代谢清除率具有较高的代谢清除率以及剂量给药后相关的加速冲洗阶段，这可以及时评估该化合物类别在广泛的暴露范围内的预防效果。 　　GS-CA1在外周血单核细胞（PBMC）中表现出有效的体外抗HIV活性，这些细胞（PBMC）从三个单独的印度恒河猕猴（Macaca Mulatta）中分离出来，平均50％有效浓度（EC50）为0.72 nm（图1A和扩展数据表2）。该化合物还显示，在MT-4细胞中针对HIV-1 IIIB菌株测量的高密度抗病毒剂量 - 反应曲线中，平均山坡值为3.0±0.7，在将95％的有效浓度（EC95）计算为1.91 nm的95％时，当应用于SHIV感染的Rhesus pbmcs中。体内施用表明，皮下给药的大部分GS-CA1受到血浆蛋白的约束，从而使较少的免费药物可用于抗病毒作用。因此，使用竞争平衡透析来解释与GS-CA1结合的恒龙等离子体蛋白，从而导致体内游离GS-CA1浓度的预计降低15.8倍，并产生30.2 nm的恒和蛋白蛋白调整后的EC95（PAEC95）值。 　　低肝间隙是长效剂的重要属性。用3H标记的GS-CA1滴定对于准确测量原发性恒河猴肝细胞中GS-CA1的低周转率是必要的，并且显示出预测的肝清除率为0.07 L H-1 kg-1，或2.9％的肝萃取率。这些体外数据表明，GS-CA1有可能在恒河猕猴中维持长效的血浆暴露。为了检验该假设并为恒河猴疗效研究选择适当的GS-CA1剂量，我们通过单个皮下给予GS-CA1制剂进行了PILOT药代动力学研究，以两种剂量水平的水平进行了预测，预计涵盖了整个研究长度的范围。GS-CA1分别以100 mg kg-1和300 mg kg-1至2和三个幼稚的印度猕猴的施用，并监测其水平18周。剂量给药后第1天，血浆药物水平在1-3 µm的浓度范围内达到峰值，然后在剂量给药后第7天降低至0.4-1.1 µm。此后，GS-CA1水平至少超过恒河节的恒河节值，至少8周零14周，超过了恒河部PAEC95值的六倍，至少为1周，分别为100 mg kg-1和300 mg kg-kg-1的剂量8周（图1B）。鉴于LEN进行HIV治疗的平均靶向临床暴露是人类PAEC95的六倍，因此选择了300 mg kg-kg-1和150 mg kg-1的GS-CA1剂量进行重复SHIV挑战研究，以评估在恒星与等于GS-CA1的高度gs gs-ca1暴力降低中，以相同的群体相关和低于以下相关的目标。 　　接下来，我们进行了一项研究，以评估单个GS-CA1给药的保护作用，以针对恒河猕猴中反复升级的剂量直肠SHIV-SF162P3挑战（图2A）。在这项挑战研究中，印度原籍的24猕猴被分为3组，每组具有平衡的性别和体重分布。所有动物在肩cap骨区域第0周接受了单一皮下给药。第1组中的动物接受了车辆对照，而第2组和第3组的动物分别接受了150 mg kg-1和300 mg kg-1的GS-CA1剂量。与试点研究一致，在150 mg kg-1和300 mg kg-1处单一的GS-CA1给药可实现长效暴露。具体而言，分别在剂量给药后约24小时和42小时的血浆GS-CA1浓度分别达到3.0 µm和5.5 µm的峰值，然后GS-CA1水平在平均半衰期为287–317 h时缓慢降低（图2B和Extended Data Cata Chate 3）。接受剂量为300 mg kg -1的小组分别保持在恒河猴paec95上方，恒河paec95高出14-16周和5-8周，而接受150 mg kg -1的组分别在8-15周和3-7周中分别保持在这些目标浓度上方。跨动物的GS-CA1药代动力学参数的差异与人类中900 mg LEN观察到的差异相当，而在相应的6×PAEC95阈值上方的半衰期和暴露长度低于预期。 　　为了定义GS-CA1的保护效能，所有动物在GS-CA1给药后的第1周开始，在剂量降低方案中，每周收到15个每周的直肠湿解SF162P3挑战。通过逆转录（RT -QPCR）定量PCR来量化血浆中病毒GAG RNA水平的评估。为了定义保护所需的药物水平，我们监测了24周的血浆病毒血症，因为GS-CA1水平下降到治疗浓度以下。每周的八次直肠内挑战，中位组织培养感染剂量（TCID50）的30倍导致八只载体处理的动物中的五个（图2C，表1和扩展数据图1）。病毒挑战剂量升级至100 TCID50持续2周没有产生其他感染，而进一步升级为300 TCID50导致在第15周之前感染了其余三只对照动物。 　　与媒介物处理的组相反，接收300 mg kg-kg-1 GS-CA1的组直到第17周才出现这种剂量质量挑战方案，当时八只猴子中有三只猴子在SHIV呈阳性时（图2C，表1，表1并扩展了数据图1）。其他五只猴子一直保持垂直血症，直到研究结束为止，这转化为300 mg kg-1剂量的每次暴露风险降低（P = 0.0001，Cox比例危害回归分析）。相对于媒介物处理的对照组，以150 mg kg-1降低剂量的单一给药GS-CA1的组也显示出较少和延迟的感染。具体而言，直到第11周才检测到病毒血症，而八只猴子中的两只一直保持avirapooty，直到研究结束为止，这是每次暴露风险降低87％（p = 0.0038）。在接受媒介物治疗的组中，病毒血症的中位时间为7.5周，在接受150 mg kg-1 GS-CA1的组中为16周。由于感染数量不足，因此未达到300 mg kg-1 gs-ca1的组。与媒介物处理的对照动物相比，感染后7周测得的峰值病毒载量明显降低，感染后7周测量的病毒载荷显示出较低水平的趋势。该结果可能反映了亚治疗抑制剂水平的残留抗病毒作用（扩展数据图2）。 　　接下来，我们在GS-CA1处理的恒河猴中进行了免疫学分析。首先，我们通过酶联免疫吸附测定法（ELISA）评估了针对SHIV包膜（ENK）糖蛋白的体液免疫反应的发展。我们在所有患有SHIV病毒血症的动物中在第24周检测到对ENV的结合抗体反应，但在没有SHIV病毒血症的动物中却没有（图3A）。其次，我们通过酶联免疫吸收点（ELISPOT）测定法评估了针对SHIV GAG多蛋白的细胞免疫反应的发展。我们在第19周发现了T细胞对GAG蛋白的反应，除了一种患有SHIV病毒血症的动物，没有动物没有SHIV病毒血症（扩展数据图3B）。这些免疫学数据表明，在研究期间，在研究期间保持avirapemec的GS-CA1处理的动物实际上受到了SHIV挑战的保护。 　　最后，我们进行了其他研究，以确认我们的血浆病毒血症测量值早期发现了GS-CA1预防的初始感染。 　　首先，我们进行了完整的前病毒DNA分析（IPDA），以检测用媒介物对照或具有可用PBMC的GS-CA1治疗的感染动物的一部分综合SHIV。完整的SHIV病毒在同一时间点可检测到，在所有情况下，除了单个GS-CA1处理的动物（K394）外，在所有情况下都检测到血浆病毒血症，该动物（K394）显示出非常低级别的完整前病毒病毒病毒病毒病毒血症前1周检测到Viraemia（扩展数据表4）。其次，我们确定了所有感染动物的ENV ELISA血清转化时间点，并观察到在所有情况下，病毒血症先于血清转化（扩展数据表5）。从病毒血症发作开始的血清转化的中位时间为2.5周（范围为1至13周），在经过GS-CA1治疗的动物中，媒介物处理的对照动物的中位时间为4周（范围为1至5周），尽管两组之间的差异并不显着（P = 0.80，Mann – Whitney U测试）。 　　接下来，我们研究了GS-CA1等离子体浓度与SHIV挑战的保护之间的关系。为了促进与包括LEN在内的其他抗病毒药的暴露比较，我们将GS-CA1的浓度转化为其恒河的倍数。为了估计GS-CA1的保护水平，我们集中在接受150 mg kg-1剂量的六只动物中，这些动物在接受300 mg kg-1的剂量的组中患有病毒血症。假设直肠SHIV感染和可检测到的外围血液病毒血症之间有2周的延迟，我们将GS-CA1暴露值平均在受感染动物中首次可检测的病毒血症之前2周。我们估计，在平均存在31.4 nm GS-CA1的情况下，粘膜感染发生，等于1.0的倍数（范围为0.4-1.6;图3A，b）的恒河类Paec95的浓度。因此，我们估计，当GS-CA1血浆浓度是GS-CA1的恒河鼠PAEC95值的两倍以上时，总的来说，在该模型中，所有动物均受到全面保护。 　　为了评估对GS-CA1的耐药性的潜在发展，尤其是在冲洗阶段，我们对恒河状血浆中编码CAPSID的SHIV GAG区域进行了纵向种群级序列分析（扩展数据图4）。不出所料，从安慰剂处理的对照动物获得的血浆病毒仅编码野生型衣壳蛋白。在研究结束时，在用GS-CA1剂量的九种病毒性动物分析的血浆病毒样品中，有34个（97％）的34个（97％）产生了高质量的序列读取，在所有九只动物中都检测到了野生型衣壳。在低剂量（150 mg kg-1 gs-Ca1）组中，动物K342在VAL11（v11a; V11a; v11a; HIV-1 HXB2参考序列）在研究第13和第13周之间在VAL11中使用的capsid变体的短暂流行率（v11a;此处使用的编号）。与GS-CA1电阻无关。4。因此，尚无研究动物显示在这项24周疗效研究期间与GS-CA1耐药性相关的变体的出现。