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黑猩猩SIV蛋白有望促成HIV疫苗,并规模化生产

发布时间 2019-11-28 BY 阅读 159次

一项来自斯克里普斯研究中心科学家的新研究表明,一种能感染猴子和猿类的猿免疫缺陷病毒(SIV)的蛋白质有望成为人类免疫缺陷病毒(HIV)疫苗的潜在组成部分。


黑猩猩的SIV是一种病毒,大约一个世纪前在非洲“跳”到人类身上并进化成艾滋病病毒。SIV的外壳蛋白Env与HIV的Env共享一个关键结构;这和其他特性使SIV Env成为未来抗HIV感染疫苗的潜在组成部分。在这项发表在5月21日出版的《Cell Reports》上,斯克里普斯的研究科学家们发现,给老鼠接种SIV的Env蛋白会引发产生抗体,中和多种艾滋病毒株的感染。


“我们在这里展示了人们可以利用感染SIV来刺激人类感染艾滋病毒的抗体的产生,”联合资深作家Dennis Burton博士说道,他是James和Jessie Minor主席,斯克里普斯研究所免疫学和微生物学系的免疫学。 “这是一个简单但有启发性的策略,让人想起200多年前使用牛痘病毒对天花病毒进行免疫接种,并应该帮助我们制造艾滋病疫苗。”


尽管药物可以控制艾滋病毒并减少传播,但这种疾病仍然是导致全世界数百万人死亡和健康威胁的主要原因。据疾病控制和预防中心称,截至2017年底,全世界约有3700万人感染了艾滋病毒。艾滋病疫苗将有助于预防感染和控制疾病的传播。


设计病毒疫苗的传统方法是使用弱病毒或工程病毒作为“免疫原”,刺激免疫系统产生保护性抗体。但这对艾滋病病毒不起作用。艾滋病引起的病毒在感染过程中迅速变异其最外层的结构,不断产生新的病毒株或变种,可以逃避先前变种产生的抗体。一种基于过去遇到的一种艾滋病毒株的疫苗对一个人将来可能遇到的几乎所有版本的艾滋病毒都无效


作为一种替代方法,Burton的研究小组和其他研究小组希望设计出能够将抗体反应集中在少数真正易受攻击的病毒部位的艾滋病毒疫苗。这些易受攻击的病毒结构或称“广谱中和的表位”对HIV感染细胞和复制能力非常重要,因此它们在不同菌株之间的数量有限。这是一个具有挑战性的策略,因为这些结构通常被病毒完全隐藏。


此外,可以固定在这些表位上的抗体往往具有不寻常的形状,基本上免疫系统很难产生这些抗体;它们仅在感染艾滋病毒的人身上发现,即便如此,通常也是低水平的。


Burton和他的同事们希望通过一次注射加上一系列增强剂注射来克服这些障碍,所有这些都具有独特的免疫原,逐渐强制产生与广谱中和表位紧密结合的抗体,同时最大限度地减少非易受攻击表位的抗体产生。 SIV Env在这种疫苗中似乎是一种潜在的良好免疫原,因为它具有广谱的中和表位V2-Apex,与HIV Env上的对应物几乎相同,但其他方面几乎没有相似之处


“在一个多阶段和多组分的HIV疫苗策略中,我们希望在尽可能减少对其他表位的非靶向反应的同时,激发对序列免疫原之间共享的广谱中和表位的抗体反应,”Burton实验室的博士后研究助理,Raiees Andrabi博士说。


Andrabi和他的同事设计了一个稳定的独立版本的SIV Env,这是一个由三部分组成的“三聚体”结构,通常由一只感染SIV毒株的黑猩猩靠近人类艾滋病毒的病毒外膜支持。利用杜克大学的合作者设计的能够产生必要抗体的小鼠,他们表明,在4周内用SIV Env三聚体接种两次,可诱发对HIV v2顶点的理想的、狭义靶向抗体反应。抗体反应能够中和几个HIV分离株;添加一个使用HIV Env三聚体的加强接种使HIV中和反应更加广泛。


Andrabi说:“这表明抗体反应是沿着有利的途径发展的。”


共同高级作者Andrew Ward博士,斯克里普斯研究中心结构与计算生物学综合系教授,同时利用低温电子显微镜首次绘制了SIV Env三聚体的原子结构图。研究小组分析了该图谱,以发现SIV和HIV Env三聚体之间的结构差异。


Andrabi说,科学家的SIV Env 三聚体已经被美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)/国家卫生研究所(NIH)批准为候选艾滋病毒疫苗,目前正在开发更大规模的生产工艺。该小组希望在未来几年内开始人体安全试验。