猴子感染病毒可能成为未来HIV疫苗的一部分

加州拉霍亚斯克里普斯研究所的科学家们进行的一项新研究显示，来自猴免疫缺陷病毒(SIV)的一种蛋白质有望成为对抗人类免疫缺陷病毒(HIV)疫苗的潜在成分。SIV可以感染猴子和猿。

黑猩猩猴免疫缺陷病毒(SIV)可在自然宿主中引起类似艾滋病的疾病病毒大约一个世纪前，在非洲，这种病毒“跳跃”到人类身上，进化成艾滋病病毒。SIV的外膜蛋白Env与HIV的Env共享一个关键结构;这和其他特性使SIV Env作为未来的潜在组成部分具有吸引力疫苗预防艾滋病毒感染。这项研究发表在5月21日的《美国医学杂志》上细胞的报道在美国，斯克里普斯研究所的科学家们发现，给小鼠接种SIV Env蛋白后，可诱发SIV Env蛋白抗体可以中和多种HIV病毒株的感染。

“我们在这里已经证明，人们可以使用黑猩猩感染SIV的形状来刺激对抗人类感染HIV的抗体的产生，”共同资深作者丹尼斯·伯顿博士说，他是斯克里普斯研究所免疫学和微生物学系的詹姆斯和杰西·迈纳免疫学主席。“这是一个简单但鼓舞人心的策略，让人想起200多年前使用牛痘病毒来免疫天花病毒，应该有助于我们制造艾滋病毒疫苗。”

尽管有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死亡的主要原因，并对全世界数百万人的健康构成威胁。根据美国疾病控制和预防中心的数据，截至2017年底，全球约有3700万人携带艾滋病毒。艾滋病毒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化或工程版本的病毒作为“免疫原”，刺激免疫系统产生保护性抗体。但这对艾滋病毒不起作用。引起艾滋病的病毒在感染过程中迅速变异其最外层结构，不断产生新的毒株或变体，可以逃避针对先前变体产生的抗体。基于过去遇到的一种艾滋病毒毒株的疫苗将对一个人未来可能遇到的几乎所有版本的艾滋病毒无效。

作为一种替代方法，Burton的团队和其他人希望设计艾滋病毒疫苗，将抗体反应集中在病毒的少数真正脆弱的部分。这些脆弱的病毒结构，或“广泛中和表位”，对HIV感染细胞和复制的能力非常重要，以至于它们在一个菌株和下一个菌株之间存在有限的差异。这是一个具有挑战性的策略，因为这些结构通常被病毒很好地隐藏起来。

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;它们在艾滋病毒感染者中很少被发现，即使是这样，通常水平也很低。

Burton和他的同事们希望通过一次注射加上一系列带有不同免疫原的加强注射来克服这些障碍，从而逐步迫使抗体的产生，这些抗体紧紧地固定在广泛中和的表位上，同时最大限度地减少针对病毒上非脆弱位点的抗体的浪费。SIV Env似乎是这种疫苗中潜在的良好免疫原，因为它有一个广泛中和的表位V2-Apex，它与HIV Env的对应物几乎相同，但在其他方面几乎没有相似之处。

伯顿实验室的博士后研究助理、该研究的第一作者Raiees Andrabi博士说:“在多阶段和多成分的HIV疫苗策略中，我们希望引起对序列免疫原之间共享的广泛中和表位的抗体反应，同时最大限度地减少对其他表位的脱靶反应。”

Andrabi和他的同事设计了一个稳定的独立版本的SIV env -一个由三部分组成的“三分体”结构，通常由病毒外膜支持-来自黑猩猩-感染接近人类HIV的SIV菌株。通过杜克大学(Duke University)的合作者设计的小鼠能够产生必要的抗体，他们表明，在四周内接种两次SIV Env三聚体，可以引发对HIV V2-Apex的理想的、狭隘的靶向抗体反应。抗体反应能够中和几种HIV分离株;加入使用HIV Env三聚体的增强接种，使HIV中和反应更加广泛。

这表明抗体反应正沿着有利的路径发展，”安德拉比说。

该研究的共同资深作者、斯克里普斯研究所综合结构和计算生物学系教授Andrew Ward博士的实验室，同时首次使用冷冻电子显微镜绘制了SIV Env三聚体的原子结构。研究小组分析了该图谱，以发现SIV和HIV环境三聚体之间的结构差异。

Andrabi说，科学家们的SIV Env三分之一已被美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)/美国国立卫生研究院(NIH)批准作为候选艾滋病毒疫苗，目前正在进行大规模生产工艺的开发。该团队希望在未来几年内开始人体安全试验。