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发现可以彻底改变艾滋病疫苗的设计

科学家发现,在对病毒功能重要的部位的HIV包膜蛋白上,一小部分糖分子(称为聚糖)充当了可以广泛中和该病毒的抗体的关键“锚点”。因此,未来的候选疫苗可能会将这种聚糖簇包括在其特定的病毒靶标中,以最大程度地激发有效抗体应答的机会。

首席研究员丹尼斯·伯顿(Dennis R. Burton)表示:“在这项研究中我们了解到,掌握这些聚糖可能是对HIV进行有效免疫反应的非常重要的早期步骤,有了这一知识,我们相信我们可以设计出更好的候选疫苗。” TSRI免疫学和微生物学教授。

这项研究发表在9月号的免疫是全球科学家广泛逆向工程的一部分,该工程使用从HIV感染者中分离出的抗体来指导成功疫苗的开发。

这种方法代表了传统疫苗设计的偏离,传统疫苗设计自1980年代中期以来一直针对脆弱人群的HIV进行开发和测试,但未成功。HIV是一种变化很大的病毒,具有成千上万种不同的毒株。传统疫苗通常只攻击一种病毒,因此在现实世界中通常无效。

在研究HIV感染者的血液时,科学家已经成功鉴定出了少量针对许多不同HIV毒株的抗体。这些“广泛中和”的抗体(bnAb)设法击中病毒上变化不大的结构,通常是因为某些关键病毒功能需要这些结构。一些bnAb可以阻止几乎所有HIV毒株的感染。但是,仅在少数感染者中发现了bnAb,其数量太少而无法清除病毒,因此Burton和其他研究人员现在正试图设计疫苗,以引发足够数量的bnAb,以提供有效的保护。

在这项研究中,TSRI科学家,包括第一作者Raiees Andrabi(伯顿实验室的博士后研究助理),着重研究了bnAb家族,即VRC26,该家族是几年前从南非从艾滋病毒获得的血液中分离出来的特别有效的bnAb家族。感染者(代号CAP256)。

VRC26抗体通过固定在称为V2顶点的病毒包膜蛋白区域来中和HIV。据认为这防止病毒包膜结构改变其形状以使宿主细胞能够感染。VRC26抗体与难以到达但相对不变的病毒蛋白序列以及两个附近的聚糖特异性结合。

对bnAbs的HIV疫苗(例如VRC26)进行逆向工程的最大挑战之一是,免疫系统在接种疫苗后无法立即产生这些抗体。一个人最初的B细胞库-产生抗体的细胞-可能包括一些与HIV相同的V2顶点靶点弱结合的细胞。但是只有在与靶标结合并调节其抗原受体几代后(如B细胞通过突变其抗原受体基因),这种细胞谱系才能产生VRC26 bnAb。因此,原则上,成功的疫苗必须刺激该谱系中的第一个B细胞,然后沿相当狭窄的进化路径诱使它们,直到它们发生足够的变化以提供对HIV的有效保护为止。

因此,安德拉比(Andrabi)分析了在HIV感染过程中CAP256血液中VRC26谱系中的B细胞是如何变化的。主要发现是在V2目标位点早期和加强对聚糖的附着似乎非常重要。没有它,B细胞更有可能偏离VRC26路径,并且永远不会产生bnAb。

Andrabi说:“随着周围病毒蛋白的变化,这些聚糖本质上为该谱系的抗体提供了一个'锚'。”“因此,病毒无法逃脱,最终随着VRC26 B细胞的进化,其抗体变得越来越广泛地被中和。”

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