新型艾滋病疫苗在猴子模型中证实有效,有望开展人类临床试验

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新型艾滋病疫苗在猴子模型中证实有效,有望开展人类临床试验
麻省理工科技评论 2019-01-02

2019-01-02

如今发表在免疫学杂志(Immunity)上的一项研究表明,他们所研制的 HIV 疫苗在非人类的灵长类动物中有效。这项新研究显示恒河猴体内产生了中和抗体来抵抗艾滋病毒,这类 HIV 病毒与广泛感染人类的 Tier 2 病毒相似。这项研究首次预估了抵御艾滋病毒所需要的由疫苗诱导产生的中和抗体水平。
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如今发表在免疫学杂志(Immunity)上的一项研究表明,他们所研制的 HIV 疫苗在非人类的灵长类动物中有效。这项新研究显示恒河猴体内产生了中和抗体来抵抗艾滋病毒,这类 HIV 病毒与广泛感染人类的 Tier 2 病毒相似。这项研究首次预估了抵御艾滋病毒所需要的由疫苗诱导产生的中和抗体水平。

人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒。最早出现在 1920 年代的非洲金沙萨,由西非中部的黑猩猩传给人类,后来艾滋病毒由此处开始蔓延全球。

20 多年以来,斯克里普斯研究所的科学家们一直在攻克 HIV 疫苗研制中的难题。如今发表在免疫学杂志(Immunity)上的一项研究表明,他们所研制的 HIV 疫苗在非人类的灵长类动物中有效。

这项新研究显示恒河猴体内产生了中和抗体来抵抗艾滋病毒,这类 HIV 病毒与广泛感染人类的 Tier 2 病毒相似。这项研究首次预估了抵御艾滋病毒所需要的由疫苗诱导产生的中和抗体水平。

“我们发现,疫苗诱导产生的中和抗体量可以保护动物免受病毒感染。而这些病毒与现实世界中的病毒相类似。”斯克里普斯研究所免疫和微生物学系首席科学家、国际艾滋病疫苗行动组织(the International AIDS Vaccine Initiative,IAVI)中和抗体研究中心科研主任、美国国家卫生院资助的艾滋病病毒/艾滋病疫苗免疫学和免疫原发现(CHAVI-ID)中心科研主任 Dennis Burton 博士说道。

图丨研究者们研制 HIV 疫苗取得进展(图片来源:vladimirfloyd / Fotolia)

Burton 和他的同事从上世纪 90 年代起就在为此奋斗,尽管该疫苗离上人类临床试验还很远,但这一研究提供了 HIV 疫苗治疗策略的雏形。

HIV 疫苗治疗策略的目标是识别 HIV 病毒上罕见的,脆弱的区域,刺激免疫系统产生抗体来攻击这些区域。由斯克里普斯研究所科学家们主导的这些研究显示,人体需要产生中和抗体来结合病毒外部的包膜蛋白三聚体。为了证实这一想法,科学家们发现,通过注射在实验室中表达的中和抗体,实验动物可以免受 HIV 感染。

接下来的挑战则是,让动物自己产生中和抗体。为了实现这一想法,科学家们需要使免疫系统暴露在包膜蛋白三聚体中,通过有效“训练”,让免疫系统发现识别目标,并产生抗体来抵御它。

但目前仍有一个很大的问题。HIV 的包膜蛋白三聚体不稳定,且在分离过程中会降解。科学家们怎样它作为疫苗的一个组成成分呢?

在 2013 年,科学家们有了一个突破性进展,科学家们可以通过基因编辑,得到一种更稳定的三聚体(SOSIP)。

“我们首次得到了一种非常像 HIV 病毒包膜蛋白三聚体的物质,”斯克里普斯研究所的研究助理、这一研究的共同一作 Matthias Pauthner 博士说道。

科学家们马上开始设计带有该稳定 SOSIP 三聚体的 HIV 疫苗。他们的目标是想证明研究这种疫苗是否真正能使动物免受艾滋病病毒感染。

该团队在两组恒河猴中进行疫苗实验。先前使用同一疫苗的一项研究证明,一些免疫过的猴子,可以在体内自然产生低水平的中和抗体(抗体水平),而另外一些猴子在接种疫苗后会产生更多的抗体。基于这一研究,研究者们选择了六只低抗体效价的猴子和六只高抗体效价的猴子,重新进行了疫苗接种。同时他们选择了 12 只未免疫的猴子作为对照组。

将这些实验动物暴露在 SHIV 病毒中,这一病毒是编辑得到的 HIV 类人猿版本,包含了与人类病毒相同的包膜蛋白三聚体。

Tier 2 病毒是一种广为人知的特定病毒,它不易被中和,且跟人类群体中传播的 HIV 病毒极像。

研究者们发现,新研制的 HIV 疫苗接种在高抗体效价的猴子中有效。这些猴子能产生足够的中和抗体来结合包膜蛋白三聚体,从而防止感染。

“自从 HIV 开始出现,这是首次发现经过疫苗接种后,动物能抵御 Tier 2 病毒感染,”Pauthner 说道。“但目前的问题是,我们怎样能使每一种动物都得到这样高的抗体效价?”

研究者们观察到在疫苗接种的几周、几月后,抗体水平逐渐下降,对 HIV 的抵御能力也随之下降。抗体效价这一问题变得尤为重要。通过对持续进行病毒暴露处理的动物体内的抗体水平的跟踪,研究者们确认了防御 HIV 所需的抗体水平。

重要的是,这一研究还显示了阻碍病毒侵袭的重要因素其实是中和抗体,而不是免疫系统中的其他物质。Pauthner 提到,这是一项非常重要的发现,因为其他实验室已经开始专注于研究 T 细胞和免疫系统中的其余物质来抵御病毒感染。

此外,科学家们正在改良疫苗设计,以期望其能用于人类试验,且能保持高抗体水平。“想要探索延长免疫时间的方法,有很多免疫实验可以做。”Pauthner 说道。

研究者们正在找寻一种方法,可以产生更多的中和抗体来中和更多种的 HIV 病毒株,而不是单纯的一种病毒株。“这一研究让我们预测了疫苗接种所需诱导产生的抗体水平,以便在全球范围内预防艾滋病。”Burton 说道。

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