猴子感染病毒是未來研究艾滋病疫苗助力

來自猿猴免疫缺陷病毒(SIV)的一種能感染猴子和類人猿的蛋白質，在加州拉霍拉斯克里普斯研究中心的一項新研究中顯示出有潛力成為人類免疫缺陷病毒(HIV)疫苗的潛在組成部分。

黑猩猩SIV可以在自然宿主中引起類似艾滋病的疾病，它是大約一個世紀前在非洲「跳入」人類並演變成艾滋病病毒的病毒。SIV的外包膜蛋白Env與HIV的Env有著共同的關鍵結構；這種結構和其他特性使得SIV Env作為未來HIV感染疫苗的潛在組成部分具有吸引力。這份研究報告刊登在5月21日出版的細胞報告Scripps研究科學家發現，接種SIV Env蛋白的小鼠會產生抗體，中和多種HIV病毒株的感染。

「我們在這裡已經證明，我們可以利用黑猩猩的形狀-感染SIV來刺激抗人類感染艾滋病的抗體的產生，」共同資深作者丹尼斯·伯頓博士說。他是斯克里普斯研究所免疫學和微生物學系的詹姆斯和傑西(James)和傑西(Jessie)的副主席。「這是一個簡單而又有啟發的策略，讓人想起200多年前用牛痘病毒免疫天花病毒的做法，應該能幫助我們研製出一種HIV疫苗。」

儘管藥物可以控制艾滋病毒和減少傳播，但這種疾病仍然是全世界數百萬人的主要死亡原因和健康威脅。根據疾病控制和預防中心的數據，到2017年年底，全世界約有3 700萬人感染了艾滋病毒。艾滋病疫苗將有助於預防感染和控制疾病的傳播。

傳統的設計病毒疫苗的方法是使用一種削弱的或工程的病毒作為「免疫原」，刺激免疫系統產生保護性抗體。但這並不能對抗艾滋病病毒。這種導致艾滋病的病毒在感染過程中會迅速變異其最外層的結構，不斷地產生新的毒株或變異體，從而避開針對先前變異體產生的抗體。以過去遇到的一種艾滋病毒株為基礎的疫苗對一個人將來可能遇到的幾乎所有版本的艾滋病毒都是無效的。

作為另一種方法，Burton的小組和其他人希望設計出HIV疫苗，將抗體反應集中在病毒中少數真正脆弱的部分。這些脆弱的病毒結構，或「廣泛中和的表位」，對於HIV感染和複製細胞的能力是如此重要，以至於它們因株而異。這是一個具有挑戰性的策略，因為這些結構通常被病毒所掩蓋。

此外，能夠固定在這些表位上的抗體往往具有不尋常的形狀，基本上免疫系統很難產生它們；它們很少出現在感染艾滋病毒的人身上，即使在那時，通常也是低水平的。

伯頓和他的同事希望通過一次初次注射加上一系列帶有不同免疫原的增強注射來克服這些障礙，從而逐漸迫使抗體的產生緊密地與廣泛中和的表位結合在一起，同時盡量減少針對病毒上非脆弱部位的抗體的產生。在這種疫苗中，SIV Env似乎是一種潛在的好的免疫原，因為它有一個廣泛的中和表位V2-Apex，它與HIV Env上的抗原幾乎相同，但在其他方面幾乎沒有相似之處。

伯頓實驗室的博士後研究員RaieesAndrabi說：「在多階段和多組成部分的HIV疫苗策略中，我們希望激發抗體對順序免疫原之間共享的廣泛中和表位的反應，同時最小化對其他表位的非目標反應。」RaieesAndrabi博士是伯頓實驗室的博士後研究員，也是這項研究的第一作者。

Andrabi和他的同事設計了一個穩定的SIV Env獨立版本-一種通常由病毒外膜支撐的三部分「三聚體」結構-來自黑猩猩的SIV病毒，它感染了接近人類艾滋病病毒的SIV毒株。他們利用杜克大學的合作者設計的小鼠能夠產生所需的抗體，他們表明，在四周內兩次接種SIV Env三聚體，就能產生對HIV V2-Apex的預期的窄靶標抗體反應。抗體反應能夠中和幾個HIV分離物；加上使用HIV三聚體的助推器接種，使HIV中和反應更加廣泛。

「這表明抗體反應是沿著有利的途徑發展的，」Andrabi說。

斯克里普斯研究所綜合結構和計算生物學系教授安德魯·沃德博士的實驗室同時使用冷電子顯微鏡首次繪製了SIV端三聚體的原子結構圖。研究小組對地圖進行了分析，以發現SIV和HIVEnv三聚體之間的結構差異。

Andrabi說，科學家的SIV三聚體已被美國國家過敏和傳染病研究所(NIAID)/美國國立衛生研究院(NIH)批准為一種候選的HIV疫苗，目前正在開發一種更大規模的生產工藝。該小組希望在未來幾年內開始人體安全試驗。

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