2016年09月15日訊 2016年9月份,國際知名期刊《Cell》、《Science》、《Immunity》和《Cell Research》接連發(fā)表了六項艾滋病疫苗研究的突破性成果。其中,美國斯克里普斯研究所(TSRI)作為主要研究單位帶領了其中五項研究,作為共同研究單位參與了哈佛大學醫(yī)學院霍華德休斯研究所帶領的另一項研究。
HIV的疫苗開發(fā)是一個最難實現(xiàn)的目標,在三十多年的全球研究中并沒有開發(fā)出有效的疫苗。9月8日在《Science》雜志發(fā)表的研究中,美國斯克里普斯研究所(TSRI)和國際艾滋病疫苗倡議組織(IAVI),聯(lián)手英國的治療性抗體平臺公司Kymab,開發(fā)出了一種人類疫苗來對抗艾滋病病毒(HIV)。這一研究發(fā)表測試了一種方法,以開發(fā)有效的疫苗來對抗全球現(xiàn)有的HIV變種。這些結(jié)果表明,Kymouse--一只被修飾來模仿人體抗體反應的小鼠,是發(fā)現(xiàn)和測試可能疫苗的一個有效平臺,并提出了對候選疫苗進行測試的改進方法。
研究人員向kymouse品系體內(nèi)注入一種納米粒子,是由一個小蛋白的60個拷貝組成,這個蛋白可模擬HIV,并被設計用于結(jié)合和刺激特定的前體細胞,以產(chǎn)生一類廣泛的中和抗體。他們預計,在每一個注射免疫的小鼠中,會發(fā)現(xiàn)只有一種這樣的前體細胞(在數(shù)以百萬計種這種的細胞當中)。該研究小組隨后觀察小鼠是否已經(jīng)對這種注射產(chǎn)生了了抗體應答。因為復雜的抗原結(jié)構和合適抗體的稀缺性,提出了一個綜合性的挑戰(zhàn),因此,可非常有效地對HIV的免疫原產(chǎn)生一種快速反應。
9月8日,在《Cell》上發(fā)表的三篇論文和《Immunity》上發(fā)表的一篇論文,介紹了HIV疫苗開發(fā)的重大突破。研究人員通過一種巧妙的方法,讓基因工程小鼠的免疫系統(tǒng)成功生產(chǎn)了能作用于多株HIV的PGT121抗體。人類免疫系統(tǒng)會產(chǎn)生多種抗體的前體,只有少數(shù)前體能發(fā)展為PGT121抗體。研究人員對PGT121抗體進行遺傳學分析,確定它們可能來自哪些前體。在此基礎上,Scripps研究所的William Schief領導團隊從HIV逆向制造了一系列病毒蛋白結(jié)構。這些蛋白將訓練抗體識別多種類型的天然HIV。
Schief說:“前體本身對病毒可能并沒有親和力。我們將HIV轉(zhuǎn)化為某種穩(wěn)定的東西,來啟動整個過程。”Schief及其同事在Immunity發(fā)表文章描述了自己的工作。他們最終獲得了一系列免疫原,這些免疫原就像墊腳石那樣引導抗體的發(fā)展。
為了測試上述免疫原,Rockefeller洛克菲勒大學的Michel Nussenzweig領導團隊構建了模擬人類免疫系統(tǒng)的基因工程小鼠。這些動物不生產(chǎn)普通小鼠抗體,只生產(chǎn)能成為PGT121抗體的人類前體。他們將Schief等人開發(fā)的第一個免疫原用于小鼠模型,隨后測試小鼠血液看看有沒有抗體能對下一個免疫原起反應。Nussenzweig及其同事就這樣一步步“訓練”小鼠的免疫系統(tǒng),最終獲得了人源廣譜中和性HIV抗體,就象HIV感染者體內(nèi)的那樣。
另外,TSRI的研究人員與阿姆斯特丹大學、康奈爾大學的同事合作,又在《Cell Reports》發(fā)表一項新研究指出,在HIV的防御性糖盾牌上的“漏洞”,可能對于HIV疫苗的設計是很重要的。似乎有抗體可以靶定這些漏洞--它們分散在HIV的保護性糖盾牌上,現(xiàn)在的問題是:我們是否可以利用這些漏洞,來誘導保護性的抗體?
每一種病毒都有一個標記性結(jié)構,就像一個建筑物的結(jié)構。通過解析這些結(jié)構,科學家可以拼湊出一個藍圖,顯示出艾滋病毒的哪個部位容易受到阻斷感染的抗體的攻擊。在上世紀90年代,科學家發(fā)現(xiàn),HIV在其保護性聚糖分子外殼上隨機分布著小孔。然而,到目前為止,科學家們還不確定是否有抗體能夠識別和靶定這些漏洞。
康奈爾大學和TSRI的研究人員此前曾設計了一種重要HIV蛋白的穩(wěn)定版本,稱為包膜蛋白(Env)三聚體,來提示兔模型產(chǎn)生抗體對抗病毒。在這項新的研究中,研究人員想通過檢測抗體與病毒的結(jié)合部位,來揭示HIV的漏洞。
令研究人員吃驚的是,當他們檢查兔抗體時,他們發(fā)現(xiàn)三只兔子產(chǎn)生了靶向Env上同一漏洞的抗體??磥砜贵w的確能靶定多糖盾牌中的漏洞。研究人員表示,這開辟了一個全新的概念。如果免疫系統(tǒng)靶定了這個漏洞--更喜歡Env上的其他弱點,也許這些漏洞對于候選疫苗設計將是特別重要的。通過分析成千上萬的HIV病毒株的基因序列,研究人員發(fā)現(xiàn),89%的病毒株似乎在Env上有一個可靶向的漏洞。他們推測,未來研制的疫苗可能會促進免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體來靶定這些漏洞。
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