接触艾滋13次却没感染!特殊分子疫苗要来了?
红枫湾APP:在9月7日发表于《科学转化医学》上的研究中,7只接种疫苗的猕猴被反复注射13次SHIV,但只有2只被感染。
HIV-1的特点是变异速度快,存在十多种不同亚型,有无数特定病毒在人与人之间变化。这种异常的多样性和快速突变率,让疫苗研究人员30多年来一直没有成果。但最近,一种新型艾滋疫苗让人们看到了成功的希望,它在动物试验中成功诱导了多种保护性抗体。
快速变异的病毒
大多数疫苗通过诱导抗体来提供保护,抗体会识别并结合病原体的某个功能区域。例如,冠状病毒(COVID)疫苗会让抗体附着在病毒刺突蛋白上,病毒利用刺突蛋白钩住宿主细胞膜。这些抗体能有效中和病毒,防止它附着(随后进入并感染)。
但如果刺突蛋白发生变化,中和抗体(nAbs)就不能有效结合,保护作用下降。就冠状病毒而言,研究人员会诱导抗体进入刺突蛋白很少突变的区域。HIV-1也有用来附着宿主细胞上的刺突蛋白,但艾滋疫苗采用了一种不同的方法。
HIV-1的特性导致其疫苗不仅要诱导一般的nAbs,还需要诱导大量nAbs来中和多种流行毒株。大约20%-30%的艾滋感染者有这些广泛中和抗体(bnAbs)。在适当条件下,人类免疫系统可产生对抗HIV-1的bnAbs。
艾滋刺突蛋白
HIV-1刺突蛋白由六个亚基组成:三个介导刺突与靶细胞的连接(gp120),三个融合病毒与细胞膜(gp41)。这个融合过程需要刺突蛋白发生完全的构象变化,刺突的天然不稳定性使其成为疫苗研发的障碍。
早期疫苗侧重于用刺突蛋白附着亚基(即gp120)进行免疫。毕竟,如果病毒不能附着,就不能感染。起初在实验室内,这些疫苗表现出了很大的成功希望。但在实验室外,疫苗没能提供保护效果,在面对免疫压力下进化的毒株时,接种疫苗者和未接种者一样有可能感染。
所以结果很明显,即仅针对附着亚基的疫苗是无效的。研究人员假设,有效疫苗必须针对稳定的完整刺突蛋白。因此,科学家们竞相研究如何使附着与融合亚基彼此紧密结合。在这方面,美国康奈尔大学(Cornell University)的一个研究小组取得了领先。他们发现,在刺突蛋白末端切割一小段,会产生一种有规则的螺旋桨状高度稳定分子,它现在被视为HIV-1刺突蛋白的定义性特征。
根据这些发现,研究人员随后从一名出生时感染艾滋的6周婴儿身上,分离出HIV-1的刺突蛋白。这种特殊刺突蛋白具有与全部已知bnAbs结合的理想特性。杜克大学研究员Kevin Saunders认为这是HIV-1疫苗的完美候选。
诱导抗体
根据学术期刊《科学转化医学》(Science Translational Medicine)上的一篇研究论文,在大约六个月的时间里,研究人员给猕猴接种了六次这种稳定的刺突蛋白。最重要的是,他们还添加了名为3M-052的佐剂,这是一种特殊的免疫刺激分子。研究人员发现,接种后这些猴子出现了可针对HIV病毒包膜上几个位点的bnAbs,其中一些猕猴体内的抗体浓度很高,而另一些则浓度很低。
为了确定这些抗体能否保护猕猴免受艾滋感染,研究人员反复向猕猴直肠注射猿免疫缺陷病毒(SHIV),即猴版艾滋病毒。未接种疫苗的9只猕猴在8次SHIV注射后全部感染;低nab组的15只猕猴中,13只在注射13次SHIV后被感染,感染速度比上一组慢;在反复注射13次SHIV后,高nab组7只猕猴中只有2只感染,表现出了显著的保护作用。在SHIV注射开始前两周,这两只猕猴体内的HIV特异性抗体浓度最低。
研究人员指出,这些抗体与被分离刺突蛋白儿童身上的抗体相似,说明其他人也能对稳定刺突蛋白产生这些抗体。研究人员接下来将在艾滋疫苗试验网络300试验中进行评估,以确定这种蛋白质能否在人体中诱导bnAb。