在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院,、杜克大學(xué),、哥倫比亞大學(xué),、洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、北卡羅來(lái)納大學(xué),、賓夕法尼亞大學(xué)和波士頓大學(xué)的研究人員通過(guò)追蹤一個(gè)人在最初始時(shí)對(duì)HIV病毒產(chǎn)生的強(qiáng)大免疫反應(yīng)而繪制出一幅新的路線圖以便開(kāi)發(fā)一種夢(mèng)寐以求的HIV病毒疫苗,從而有望增強(qiáng)人體中和這種病毒的能力.
在杜克大學(xué)人類(lèi)疫苗研究所主任Barton F. Haynes博士和美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院疫苗研究中心代理主任John Mascola博士的領(lǐng)導(dǎo)下,研究人員首次發(fā)現(xiàn)在對(duì)HIV病毒發(fā)起廣泛攻擊的感染者體內(nèi)的抗體和病毒共同進(jìn)化.相關(guān)研究結(jié)果于2013年4月3日在線發(fā)表在Nature期刊上,論文標(biāo)題為"Co-evolution of a broadly neutralizing HIV-1 antibody and founder virus".
大多數(shù)疫苗通過(guò)誘導(dǎo)出這種抗體免疫反應(yīng)來(lái)發(fā)揮作用,但是迄今為止,人們一直很難開(kāi)發(fā)出HIV病毒疫苗.當(dāng)HIV病毒抗體產(chǎn)生時(shí),它們通常只針對(duì)有限數(shù)量的HIV病毒毒株發(fā)揮作用,然而這種病毒快速地發(fā)生變化來(lái)躲避免疫系統(tǒng)發(fā)動(dòng)的攻擊,從而導(dǎo)致病毒和人體發(fā)起軍備競(jìng)賽,不過(guò)這種病毒通常都是勝利者.
在當(dāng)前的這項(xiàng)研究中,研究人員利用新的技術(shù)來(lái)檢測(cè)早期感染和追蹤隨后的免疫反應(yīng)以及病毒進(jìn)化.這些發(fā)現(xiàn)有助于開(kāi)發(fā)出一種有效的病毒疫苗.在全世界,HIV病毒已殺死3千萬(wàn)人.
Haynes說(shuō),"我們不僅是首次繪制出HIV病毒抗體的進(jìn)化路徑圖,而且也是首次繪制出HIV病毒的進(jìn)化路徑圖,從而確定出一系列誘導(dǎo)這些廣泛中和性的抗體的事件."
這項(xiàng)研究的關(guān)鍵之處在于一名來(lái)自非洲的HIV病毒感染者：這種病毒感染是如此早地被檢測(cè)出以致于這種病毒還沒(méi)有發(fā)生突變來(lái)躲避免疫攻擊.這名感染者也表現(xiàn)出一種偶然的特征：免疫系統(tǒng)能夠產(chǎn)生廣泛中和性的抗體.這種特征只在大約20%的HIV病毒感染者體內(nèi)觀察到.這些廣泛中和性的抗體攻擊快速發(fā)生突變的HIV病毒中的敏感性保守位點(diǎn).在鑒定出早期病毒感染后,研究人員發(fā)現(xiàn)觸發(fā)廣泛中和性的抗體產(chǎn)生的病毒外殼表面糖蛋白.
如今,通過(guò)追蹤這些病毒和抗體的準(zhǔn)確進(jìn)化途徑,研究人員繪制出開(kāi)發(fā)一種潛在疫苗的詳細(xì)路線圖,其中這種疫苗開(kāi)發(fā)涉及利用特異性選擇的病毒外殼免疫原來(lái)激活廣泛性中和的抗體產(chǎn)生.
Haynes說(shuō),"下一步就是使用這些信息來(lái)制造一系列病毒外殼糖蛋白,并利用它們?cè)噲D開(kāi)發(fā)出實(shí)驗(yàn)性疫苗."（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/nature12053
PMC:
PMID:
Co-evolution of a broadly neutralizing HIV-1 antibody and founder virus
Hua-Xin Liao,Rebecca Lynch,Tongqing Zhou,Feng Gao,S. Munir Alam,Scott D. Boyd,Andrew Z. Fire,Krishna M. Roskin,Chaim A. Schramm,Zhenhai Zhang,Jiang Zhu,Lawrence Shapiro
Current human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) vaccines elicit strain-specific neutralizing antibodies. However, cross-reactive neutralizing antibodies arise in approximately 20% of HIV-1-infected individuals, and details of their generation could provide a blueprint for effective vaccination. Here we report the isolation, evolution and structure of a broadly neutralizing antibody from an African donor followed from the time of infection. The mature antibody, CH103, neutralized approximately 55% of HIV-1 isolates, and its co-crystal structure with the HIV-1 envelope protein gp120 revealed a new loop-based mechanism of CD4-binding-site recognition. Virus and antibody gene sequencing revealed concomitant virus evolution and antibody maturation. Notably, the unmutated common ancestor of the CH103 lineage avidly bound the transmitted/founder HIV-1 envelope glycoprotein, and evolution of antibody neutralization breadth was preceded by extensive viral diversification in and near the CH103 epitope. These data determine the viral and antibody evolution leading to induction of a lineage of HIV-1 broadly neutralizing antibodies, and provide insights into strategies to elicit similar antibodies by vaccination
