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传统的疫苗策略开发HIV疫苗早已被证明行不通。然而,最近开发HIV疫苗的不懈努力让人们看到了曙光。Nature Reviews Immunology重点推荐了Nature新近报道的Farzan及其同事们对HIV疫苗的新设计。这个设计巧妙在什么地方呢?——CD4的免疫粘附素和一个小的CC-趋化因子受体5(CC-chemokine receptor 5,CCR5)类似的磺酸基肽融合,这给受多次类人免疫缺陷病毒(simian–human immunodeficiency virus,SHIV)攻击的恒河猴提供了强有力的保护。
近几年,一系列HIV广谱中和抗体和腺病毒(adeno-associated virus,AAV)载体表达的广谱中和抗体可以保护人源化小鼠遭受HIV攻击。然而,隔离群的HIV-1仍然对哪怕是最广谱的中和抗体有抵抗力。因此,科学家们需要寻找更普适更强大的遏制HIV的武器。
CD4-Ig是把CD4的免疫粘附素(CD4的1,2结构域)和IgG1的Fc区融合。这个融合分子可以不可逆地失活HIV的包膜糖蛋白(Nvelope glycoprotein,Env)而中和大多数的HIV隔离群(Env负责识别CD4受体)。但是,它的亲和力低于那些广谱中和抗体并且会引起感染。于是,他们增加了其他元件——CCR5类似的磺酸基CCR5mim1,其来自HIV-1广谱中和抗体E51并且特异地结合Env的CCR5结合区域。
于是研究者们做了个融合蛋白命名为eCD4-Ig,其中CCR5min1插入CD4-Ig的羧基端。大量分析表明该分子可以中和非常广泛多样的HIV-1隔离群,包括对中和抵抗的2,3型病毒,比CD4-Ig和最光谱的抗体都更有效。eCD4-Ig分子的巨大潜力至少在于它不仅只结合CD4的保守区并且还有比CD4-Ig对Env更高的亲和力。进一步分析证明,即使是很低浓度的eCD4-Ig也可以阻止HIV-1在外周单核细胞里的复制,接种后的人源小鼠会免疫HIV-1感染。
最后,研究者们检测了在恒河猴中是否AAV表达的eCD4-Ig可以作为HIV-1的疫苗。他们对这个分子做了适当改造,用恒河猴IgG2的Fc区而不是IgG1,CD4上39位异亮氨酸突变为天冬酰胺。rh-eCD4-Ig片段插入到AAV2载体,注射到四只雄恒河猴,所有处理过的猴子都免于40周内多达6次的SHIV-AD8的攻击,没有处理的猴子则染病。而且,和四种广谱中和抗体相比,rh-eCD4-Ig会更少地引发抗体产生,表明它有更弱的免疫原性。
因此,AAV表达的rh-eCD4-Ig可以保护猴子免于多重的SHIV攻击,加上它的效能和难以比拟的广度,使它作为HIV-1普适疫苗的候选者而值得进一步深入研究。