HIV的糖盾类似于人体中发现的糖,因此不会刺激强烈的免疫反应。全球有60多种HIV病毒存在,而且病毒经常变异。产生对多种毒株都有效的抗体非常不容易……
马里兰大学(UniversityofMaryland)和杜克大学(DukeUniversity)的研究人员设计了一种新型的蛋白糖疫苗候选药物,在一种动物模型中,它刺激了免疫系统对HIV病毒的免疫反应。有朝一日,这种分子可能成为有效艾滋病疫苗的一部分。
“制造一种有效的HIV疫苗的障碍之一是,很难让免疫系统产生针对多种艾滋病病毒株糖盾的抗体,”UMD的化学和生物化学教授laixiWang说。“我们的方法通过设计一种疫苗成分来解决这个问题,它模仿了这种盾牌的蛋白糖。”
Wang和合作者设计了一种疫苗候选药物,使用的是与糖基相连的HIV蛋白片段。当注射到兔子体内时,疫苗的候选抗体在四种不同的HIV病毒株中刺激了针对糖盾的抗体反应。研究结果发表在2017年10月26日的《细胞化学生物》杂志上。
候选疫苗的蛋白质片段来自gp120,它是一种蛋白质,可以像保护的包膜一样覆盖艾滋病毒。糖盾覆盖了gp120的外壳,增强了艾滋病毒的防御能力。在没有药物治疗的情况下,感染hiv病毒的极少数人通常有攻击gp120的抗体。
研究人员试图制造一种针对gp120的艾滋病毒疫苗,但由于两个原因而收效甚微。首先,HIV的糖盾类似于人体中发现的糖,因此不会刺激强烈的免疫反应。第二,有60多种HIV病毒存在,而且病毒经常变异。因此,体内对抗一种HIV病毒株的gp120抗体将不能保护其他毒株或突变株。
为了克服这些挑战,王和他的合作者们专注于在HIV病毒株中常见的一小部分gp120蛋白质。研究人员使用了一种合成化学方法,他们之前开发的一种方法是将gp120蛋白片段与一种糖分子结合在一起,这种糖分子也在艾滋病毒株中共享,以模仿HIV包膜上的糖盾。
接下来,研究人员将蛋白糖疫苗的候选药物注射到兔子体内,发现兔子的免疫系统产生了与当今流行的四种优势HIV病毒株中gp120物理结合的抗体。在没有糖组的情况下,用含有蛋白质片段的疫苗注射兔子,仅导致一种HIV菌株主要与gp120结合的抗体。
Wang说:“这一结果很重要,因为产生直接攻击防御性糖盾的抗体是对目标免疫的重要一步,因此是开发真正有效疫苗的第一步。”
尽管这些兔子的抗体与gp120结合在一起,但它们并没有阻止艾滋病毒感染细胞。这一结果并不让王感到惊讶,他指出,人类通常需要长达两年的时间才能对HIV病毒建立免疫系统,而动物实验只持续了两个月。
“我们还没有打出全垒打,”Wang说。“但是,在仅仅两个月的时间里,候选疫苗就能在糖盾上产生大量抗体,这是令人鼓舞的。”其他的研究也花了4年时间来达到类似的结果。这意味着我们的分子是一个相对较强的免疫反应的诱导物。
研究人员的下一步将是与其他候选疫苗结合在一起进行长期研究,研究抗体在gp120的哪些方面具有约束力,并确定它们如何能提高抗体在中和HIV病毒方面的效力。
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