解开免疫链式反应:艾滋病毒疫苗的惊人发现

拉拉康康 2025-01-19 02:34:27

斯克里普斯艾滋病疫苗研究新发现,抗体可靶向免疫复合物,这一发现可能彻底改变疫苗策略。(透射电子显微照片显示,HIV-1 病毒颗粒(红色)从慢性感染的 H9 细胞(蓝色)的一个片段中出芽并复制。)图片来源:美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)

科学家发现,重复接种艾滋病毒疫苗可以导致人体产生针对与病毒结合的免疫复合物的抗体——这一知识可能有助于研制出更好的疫苗。

在一项开创性研究中,斯克里普斯研究所的科学家发现了 HIV 疫苗中的一种新抗体反应,即免疫系统产生的抗体针对的是免疫复合物而不是病毒本身。这项发现借助先进的成像技术,不仅可以重塑我们对免疫反应的理解,还可以通过微调疫苗设计来利用或抑制这种反应,为更有效的艾滋病病毒(HIV)疫苗铺平道路。

疫苗机制和 HIV 研究见解

疫苗通常通过引入模仿病毒部分特征的蛋白质发挥作用,促使免疫系统产生识别和对抗病毒的抗体,提供持久的保护。

然而,斯克里普斯研究所的科学家发现,一些 HIV 疫苗会引发不同的反应。几剂疫苗接种后,免疫系统开始产生抗体,这些抗体针对的是已经与病毒蛋白结合的免疫复合物,而不是病毒本身。这种连锁反应对免疫系统对抗 HIV 能力的影响2025 年 1 月 17 日发表在《科学免疫学》上,目前尚不清楚。研究人员认为,更深入地了解这一现象可能会显著改善 HIV 疫苗的设计。

斯克里普斯研究所的科学家发现,艾滋病毒疫苗接种可导致产生抗免疫复合物抗体(蓝色),这些抗体可以识别由抗体(绿色)而不是单独的艾滋病毒(灰色)组成的免疫复合物。图片来源:斯克里普斯研究所

HIV 疫苗接种中的新抗体现象

“这些抗免疫复合物抗体尚未得到深入研究,特别是在 HIV 疫苗接种方面,”斯克里普斯研究中心综合结构和计算生物学教授、新论文的资深作者 Andrew Ward 博士说:“了解这些反应可以带来更智能的疫苗设计和免疫疗法。这是在微调针对 HIV 和其他疾病的抗体和疫苗策略方面迈出的令人兴奋的一步。”

这一新发现是在沃德的团队使用先进的成像工具研究多次注射 HIV 疫苗后抗体如何演变时产生的。实验室发明了一种名为基于电子显微镜的多克隆表位图谱 (EMPEM) 的技术,研究人员可以利用该技术准确地看到 HIV 病毒抗体结合的位置。当他们对接受过多次实验性 HIV 疫苗的动物血液进行实验时,发现了一些令人惊讶的事情:一些抗体并非直接与 HIV 病毒抗原结合,而是与其表面的免疫分子结合。

抗体结合的惊人发现

“这些抗体实际上并不直接与病毒蛋白接触,”斯克里普斯研究所研究生、新论文第一作者 Sharidan Brown 说道:“我们是第一个在 HIV 疫苗接种的背景下对这种抗体进行结构表征的人。”

科学家此前已经知道,在某些情况下可能会形成抗免疫复合物抗体。当免疫系统识别出已经与病毒蛋白结合的抗体时,就会发生这种情况。这时就会发生额外的免疫反应,刺激产生新的抗体,包括一些与病毒表面现有免疫复合物结合的抗体。

对未来疫苗开发的影响

在对接种 HIV 疫苗的动物进行的一系列后续实验中,布朗、沃德和他们的同事表明,这类抗免疫复合物抗体通常在第二次和第三次接种疫苗之间出现。

Brown 说:“我们证明了这些抗体是存在的,但我们还不知道它们如何影响免疫反应。它们可能是有害的,因为它们不会直接中和病毒,但它们可能导致更大的免疫复合物,从而以我们尚不完全了解的方式刺激更多的活性来对抗病毒和受感染的细胞。”

如果未来的实验表明这些抗体确实是有害的,那么它可以指导疫苗设计策略,以尽量减少免疫复合物反应并提高疫苗直接中和艾滋病毒的能力。它还可能导致艾滋病毒疫苗接种计划的变化,可能包括一系列不同的针对病毒的加强免疫,而不是多剂同一种疫苗。

Brown 说:“每次剂量之间的微小变化可能会产生足够的多样性,从而不会产生针对抗体的抗体。”

研究小组计划继续研究这些抗体,以及在多次接种其他疫苗后或在自然感染过程中是否会产生类似的抗体反应。

参考文献:“抗免疫复合物抗体在反复免疫 HIV 包膜免疫原过程中产生”,2025 年 1 月 17 日,《科学免疫学》。DOI:10.1126/sciimmunol.adp5218

除了Andrew Ward 和Sharidan Brown 之外,这项研究的作者还包括斯克里普斯研究中心的 Leigh Sewall 、 Daniel Montiel Garcia 和 Philip Brouwer 、洛桑联邦理工学院的 Aleksandar Antanasijevic 和阿姆斯特丹大学的 Rogier Sanders 。

这项工作得到了斯克里普斯研究中心、amfAR Mathilde Krim 生物医学研究奖学金(110182-69-RKVA)、国家过敏和传染病研究所(R01 AI136621、P01 AI110657、UM1 AI100663)、比尔和梅琳达盖茨基金会以及艾滋病疫苗研发合作 (CAVD) 网络 (INV-002916) 的资助。

来源:斯克里普斯研究所(TSRI)

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