在第 30 届逆转录病毒和机会性感染会议 (CROI 2023)上，报道对整合酶抑制剂家族药物的高水平耐药性，可能以与其他类型耐药性完全不同的方式出现。这些药物包括dolutegravir、cabotegravir、raltegravir、bictegravir 和 elvitegravir。
美国国家癌症研究所的 Yuta Hikichi 博士及其同事发现，整合酶抑制剂失效的原因不是药物靶标整合酶发生突变，而是病毒完全不同的包膜蛋白部分发生突变。这些包膜蛋白突变抑制了通过自由漂浮的病毒颗粒感染细胞的正常过程，但增强了 HIV 通过直接细胞间融合在细胞之间传播的能力。
与通过病毒颗粒感染相比，此过程将更大“剂量”的病毒引入受感染的细胞。与其他类别相比，整合酶抑制剂对这种更大的所谓“多重感染”的处理效果较差。
尽管依从性良好且整合酶没有耐药性突变，但这一发现可能解释了基于整合酶抑制剂的方案失败的令人费解的实例。
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整合酶链转移抑制剂 (INSTI)（全称）已成为抗逆转录病毒疗法 (ART) 组合的基础药物类别的原因之一是 HIV 发现其整合酶很难发生突变。即使它们出现，所见的阻力也很低，通常不足以导致治疗失败。
然而，这并不能解释尽管没有发生整合酶耐药突变，但仍有少数人在服用多替拉韦后仍会出现治疗失败。 例如，在一项将多替拉韦作为单一疗法的研究中，78 名接受单一疗法的人中有 7 人经历了治疗失败，尽管有足够的药物水平记录，但只有两人有整合酶突变。https//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30601976/
“传代”，是指让病原体在实验室培养皿中进行多次复制，这是种迫使它们接受突变的古老方法。传代的目的之一是产生可用于疫苗的弱毒株。另一个是迫使他们产生抵抗力，以便开发出克服它的方法。
Hikichi 博士及其团队在一年多的时间里对 HIV 进行了 48 次传代，在 dolutegravir 浓度不断增加的情况下，从IC50的一半（使非抗性病毒的复制率减半所需的浓度）开始，最后是该浓度的1000倍。
他们发现，虽然整合酶的突变确实出现了，但它们既先于艾滋病毒包膜蛋白的突变，又多于后者。
第19代出现一处突变 。到第 48代 时，每个样本中至少出现了七个包膜突变特征模式中的四个。INSTI 突变也确实出现了，尽管直到第 30代才出现 ，并且后来在核衣壳蛋白中出现了一个突变。
七个包膜突变分布在构成 HIV 最大蛋白质 gp160 的氨基酸链上。有些特别发生在 V1/V2 环等地方，这些地方一直是疫苗和广谱中和抗体的目标，因为阻断这些位置对病毒与其他细胞结合的能力影响最大。
七个包膜突变适度削弱了病毒体感染细胞的能力。在被未突变的自由漂浮病毒感染的细胞中，HIV 逆转录酶 (RT) 的水平——病毒复制的一种衡量标准——在感染后第 8 周达到峰值，但在具有 7 个包膜突变的病毒中则在第 12 周达到峰值。
然而，在多替拉韦存在的情况下，虽然未突变病毒的复制被完全抑制（如您所料），但具有 env 突变的病毒仅受到适度抑制，RT 水平在第 14 周达到峰值。
结果发现，“Env7”突变将 HIV 对 dolutegravir 和 cabotegravir 的敏感性降低了 2000 倍，对 raltegravir 的敏感性降低了 400 倍。其他药物类别也受到这些突变的影响，但影响不大：Env7 突变降低了对 dolutegravir 和 cabotegravir 的敏感性逆转录酶抑制剂恩曲他滨和依非韦伦 11 倍，利匹韦林 4 倍，蛋白酶抑制剂地瑞那韦 6 倍。
他们怎么能这样做？从表面上看，药物的作用被一种蛋白质的变化所抵消是没有意义的，这种蛋白质不是药物的靶分子，而且在 HIV 生命周期的完全不同的时间处于活跃状态。
研究人员推测，包膜突变增强了 HIV 通过直接转移而不是通过自由漂浮的病毒颗粒从一个细胞转移到另一个细胞的能力。这个过程可以通过多种机制发生， 甚至可能是 HIV 用于感染未接受 ART 的慢性感染者新细胞的主要方法。
当研究人员将感染 HIV 的细胞和未感染的细胞一起培养时，情况就证明了这一点：24 小时后，如果受感染的细胞含有带有 Env7 突变的 HIV，那么新感染的细胞是没有的三倍。
细胞间转移的发生频率可能低于病毒粒子转移，但一旦发生，它向细胞中引入的病毒蛋白可能是病毒颗粒的 30 倍。INSTIs 不能很好地应对细胞间感染中所谓的更大的传染性多样性 (MoI) 的原因是它们根本无法每次都“到达”整合酶链转移位点——它们被更高的 MoI 淹没了.
结果发现，在已被细胞间转移感染并具有高 MOI 的细胞中，INSTI 仍可将病毒复制减少 12 倍，但非核苷类逆转录酶抑制剂（如利匹韦林）可减少 500 倍。
这似乎是对没有整合酶突变的高水平 INSTI 耐药性的主要解释。还注意到，在存在多替拉韦的情况下进行传代会导致 HIV 的 gag 蛋白部分发生突变，该蛋白构成其核衣壳，即其含有 RNA 的核心。这将对 INSTI 的敏感性降低两到四倍，并且可能具有辅助作用，但不是主要机制。
对整合酶抑制剂的高水平耐药性仍然非常罕见，但这一发现完全不同的耐药途径既推翻了传统理论，也可能为基于整合酶抑制剂的 ART 和 PrEP 方案失败的孤立案例提供解释。
参考来源：
Hikichi Y et al. Mutations outside integrase lead to high-level resistance to dolutegravir. Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections, Seattle, abstract 103, 2023.