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关于能中和HIV-1的抗体的形成方式研究

摘要 : 美国国立卫生研究院等处的研究人员在一名HIV感染志愿者中发现,免疫系统生成一种强大的抗体,通过靶向称作为V1V2的病毒位点来阻断HIV感染细胞的机制。这一提高了基于这些新研究发现开发出有效V1V2定向HIV疫苗的机会。相关文章发表于2014年3月2日的《Nature》杂志上。
Nature:美国科学家新发现一种阻断HIV感染细胞的强大抗体

1981年首次发现艾滋病后,HIV的感染在世界范围内迅速流行,至今已造成3600多万人死亡。世界上几乎每一个国家和地区都未能摆脱这种病魔的侵袭。AIDS的潜伏期2-10年。总死亡率几乎为100%,90%在诊断后2年内死亡。

由于没有针对HIV的特效治疗方法,研制安全、有效的疫苗是控制HIV传播的重要手段之一。HIV易感者通过接种艾滋病疫苗,发生免疫反应,从而产生对疾病的特异抵抗力,提高免疫水平,达到预防、治疗HIV的目的。在过去的30多年里,世界上对于艾滋病疫苗的研制一直没有间断过,但是由于艾滋病病毒的变异频率非常高,以及人类对艾滋病发病机理的理解不足等原因,导致疫苗的研制异常困难。

而在一项HIV疫苗突破性研究中,一个科学研究小组发现了免疫系统生成一种强大的抗体,通过靶向称作为V1V2的病毒位点来阻断HIV感染细胞的机制。V1V2是这一快速突变病毒上保持不变的少数位点之一,许多研究人员认为,如果一种疫苗能够诱导有效的抗体靶向V1V2区域内一个特异保守位点,那么疫苗有可能能够保护人们抵御HIV感染。

对迄今为止唯一在人群中取得略微成功的实验HIV疫苗临床实验结果进行分析,表明定位在V1V2内的抗体具有保护性。这些新研究结果为开发出一种可生成V1V2定向HIV中和抗体的潜在更有效疫苗指明了道路。

这项研究是由美国国立卫生研究院下属国家国民和传染病研究所(NIAID)、哥伦比亚大学、南非AIDS研究项目中心(CAPRISA),以及国家传染病研究所的科学家们所领导。

在这项新研究的一开始,研究人员在南非AIDS研究项目中心发现了一名HIV感染志愿者,其在感染数月之后天然形成了V1V2定向HIV中和抗体。采用与一项早先HIV抗体协同进化研究中相似的技术,研究人员对这名志愿者在感染15周-4年间捐献的血液样本进行了分析。这使得科学家们能够确定这一抗体原始形式的遗传构成;鉴别及阐明了随着抗体朝着最大的宽度和效力突变大量中间体形式的结构;描述了病毒以及促进CAP256-VRC26成熟为最终的、最强大的抗HIV形式的抗体之间的相互作用。

值得注意的是,该研究揭示在相对较少的突变之后,即便是CAP256-VRC26的早期中间体也可以中和很大比例的已知hiv病毒株。根据科学家们所说,这一提高了基于这些新研究发现开发出有效V1V2定向HIV疫苗的机会。科学家们已经开始启动研究一组疫苗元件旨在诱导出V1V2中和抗体并引导它们成熟。

原文摘要:

Developmental pathway for potent V1V2-directed HIV-neutralizing antibodies

Nicole A. Doria-Rose, Chaim A. Schramm, Jason Gorman, Penny L. Moore, Jinal N. Bhiman,Brandon J. DeKosky, Michael J. Ernandes, Ivelin S. Georgiev, Helen J. Kim, Marie Pancera, Ryan P. Staupe, Han R. Altae-Tran, Robert T. Bailer, Ema T. Crooks, Albert Cupo,Aliaksandr Druz, Nigel J. Garrett, Kam H. Hoi, Rui Kong, Mark K. Louder, Nancy S. Longo,Krisha McKee, Molati Nonyane, Sijy O’Dell, Ryan S. Roark et al.

Antibodies capable of neutralizing HIV-1 often target variable regions 1 and 2 (V1V2) of the HIV-1 envelope, but the mechanism of their elicitation has been unclear. Here we define the developmental pathway by which such antibodies are generated and acquire the requisite molecular characteristics for neutralization. Twelve somatically related neutralizing antibodies (CAP256-VRC26.01–12) were isolated from donor CAP256 (from the Centre for the AIDS Programme of Research in South Africa (CAPRISA)); each antibody contained the protruding tyrosine-sulphated, anionic antigen-binding loop (complementarity-determining region (CDR) H3) characteristic of this category of antibodies. Their unmutated ancestor emerged between weeks 30–38 post-infection with a 35-residue CDR H3, and neutralized the virus that superinfected this individual 15 weeks after initial infection. Improved neutralization breadth and potency occurred by week 59 with modest affinity maturation, and was preceded by extensive diversification of the virus population. HIV-1 V1V2-directed neutralizing antibodies can thus develop relatively rapidly through initial selection of B cells with a long CDR H3, and limited subsequent somatic hypermutation. These data provide imp0rtant insights relevant to HIV-1 vaccine development.

对应Nature杂志: 2014年5月1日的Nature杂志精选

来源: 生物帮 浏览次数:44

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