撰文 | 油泼贝果

自上世纪80年代被发现以来，东谈主类免疫残障病毒 （Human immunodeficiency virus, HIV） 已累计形周至球约4230万东谈主圆寂【1】。现时，全球规模内的HIV感染东谈主数约为3990万，年度新增感染东谈主数约为130万，年度圆寂东谈主数约为63万【1】。因此，HIV感染是全球严重的民众健康问题之一。由于疫苗 （Vaccine） 已被诠释是戒指传染性病原体的有用妙技，举例衰一火天花病毒 （Smallpox） ，戒指脊髓灰质炎病毒 （Polio） 和2019 新式冠状病毒 （COVID-19） 等，因此研发出一种安全高效的HIV疫苗是戒指HIV传播的最好妙技之一。

由于HIV自己具有的一些特色，举例在感染早期成立病毒收藏库，基因组具有高度突变性和千般性，病毒名义包膜糖卵白 （Envolope glycoprotein, Env） 具有高度糖基化和易于形成构象阴私，以及中庸抗体的诱发机制不解确等【2,3】，是以HIV疫苗的研发极端清贫，已进程近40年研发，于今仍无安全有用的HIV疫苗上市。

连年来，好意思国国立卫生院 （National Institutes of Health, NIH） 疫苗接洽中心 （Vaccine Research Center, VRC） 的John R. Mascola实际室和Peter D. Kwong实际室从又名HIV感染者体内首次分离出一种主要联接HIV Env上保守的会通肽 （Fusion peptide, FP） 区域的广谱中庸抗体 （Broadly neutralizing antibody, bNAb) , VRC34.01抗体【4】。接着，该接洽团队以FP为靶标，策画出一种全新的表位疫苗免疫策略 （FP首次免疫和重组Env三聚体卵白加强免疫） ，并顺利在小鼠、豚鼠和恒河猴等多种动物模子中引导出针对FP区域的HIV广谱中庸抗体【5-7】。接洽团队一系列的接洽效果令东谈主立志，使针对FP的表位疫苗免疫策略成为现在HIV疫苗接洽规模的热门和要点之一。关联词，现时在模子动物体内引导出的中庸响应在血清 （Serum） /血浆 （Plasma） 中的中庸滴度并不高，可能难以高效阻断HIV感染并提供永远保护。

2024年10月28日，VRC/NIH的Peter D. Kwong实际室和John R. Mascola实际室集会 （第一作家为汪桦） 在Cell上发表了题为Potent and broad HIV-1 neutralization in fusion peptide-primed SHIV-infected macaques的文章。该接洽行使猴-东谈主嵌合免疫残障病毒(Simian-human immunodeficiency virus,SHIV）感染已进程FP首次免疫和Env三聚体卵白加强免疫的恒河猴，旨在模拟HIV当然感染，对FP和Env免疫引导的并不错产生中庸抗体的挂念性B淋巴细胞（Memory B cells）进行饱和刺激，探索疫苗引导的挂念性B淋巴细胞是否有能力在机体内产生有尾数目和高质料的抗HIV广谱中庸抗体，以达到有用疫苗所需的高血清滴度的广谱抗HIV中庸活性，为有用HIV疫苗的研发提供携带。

最初，接洽者对10只恒河猴进行6次FP首次免疫，并行使两种Env trimer (BG505 and ConC) 进行6次加强免疫。通过血浆FP竞争中庸实际，接洽者诠释在其中4只恒河猴中引导出了昭着的针对FP区域的中庸抗体，其体内具有疫苗引导产生的针对FP的挂念性B淋巴细胞。接着，接洽者对这10只恒河猴进行SHIV接种。感染仅8周后，在19株HIV-1假病毒组中有FP中庸响应的4只恒河猴的血浆中庸活性大幅栽植。为了更好的检测血浆中庸强度和广谱度，接洽者考中每只恒河猴在SHIV感染后的中庸活性峰值点血浆，在包含多种亚型的208株HIV-1假病毒组中进行全面系统的中庸活性漂流。收尾贯通，具有之前疫苗引导产生的针对FP中庸响应的4只恒河猴，其血浆中庸广谱度 （50%扼制稀释度大于20; ID50>20） 在208株检测假病毒组中可达45%至77%，况且几何平均血浆中庸滴度 （Geometric mean ID50） 约为100；而对之前疫苗免疫未有高效搪塞的6只恒河猴，其血浆中庸广谱度仅为4%至29%。然后，接洽者对血浆中庸数据进行中庸指纹辨识 （Neutralization fingerprinting） 分析，收尾贯通SHIV感染后大幅栽植的血浆中庸活性极有可能是针对FP区域的。此外，在SHIV感染后的多个时辰点，接洽者对恒河猴血浆中的SHIV病毒RNA进行单基因测序，发现在感染后16周时，有6只恒河猴 （包括一齐4只产生强效广谱中庸响应的恒河猴） 体内的病毒RNA在Env的FP区域出现昭着的逃遁突变，证据体内针对FP区域的广谱中庸抗体对SHIV病毒形成了强盛的免疫筛选压力。

其次，接洽者通过单个B淋巴细胞分选 （Single B cell-sorting） 和抗体克隆时间，行使FP和Env trimer动作诱饵卵白 （Probe） 从一齐4只高响应恒河猴的中庸峰值时辰点的外周血淋巴细胞 （Peripheral blood mononuclear cells, PBMCs) 中，分离针对FP和其他表位的单克隆抗体 （Monoclonal antibodies, mAbs） 。接洽者从每只恒河猴等分离到约77至103个单克隆抗体，笔据其基因序列同样度可分离为约8至24个抗体系 （Antibody lineages） ，其中大部分是针对FP区域的中庸抗体。通过在19株HIV-1假病毒组的中庸活性检测，接洽者在这4只恒河猴中共发现16个具有跨亚型交叉中庸响应活性的抗体系。接洽团队考中其中6个抗体系中的代表单克隆抗体，在包含多种亚型的208株HIV-1假病毒组中进行全面中庸活性漂流，收尾贯通中庸广谱度 （50%扼制浓度小于50μg/mL; IC50<50μg/mL） 为34%至58%，其中一个强效抗体 （TRNM-b.01） 的几何平均扼制浓度 （Geometric mean IC50） 高达0.43μg/mL，与从HIV-1当然感染者等分离的VRC34.01抗体极度 （0.38μg/mL） 。接着，接洽者通过对血浆中庸活性和对应分离的单克隆抗体中庸活性进行联系性分析，行使数学模子揣摸在每只恒河猴血浆内的不同单克隆抗体的浓度，况且按照揣摸数据行使每只恒河猴等分离的多种单克隆抗体来制作模拟“血浆”。通过对模拟“血浆”的中庸活性检测，接洽者发现其与信得过血浆中庸数据高度联系，相关统共 （r2） 为0.72至0.99，诠释血浆中的强效广谱中庸响应主如若由分离的广谱中庸抗体引起的。

再次，接洽团队在SHIV感染前后的多个时辰点，进行抗原特异性单个B淋巴细胞抗体基因测序，对以上16个具有交叉中庸响应活性的抗体系进行跟踪和抗体亲和锻练旅途分析。收尾贯通，绝大大批具有交叉中庸响应活性的抗体系发祥于SHIV感染之前，是由FP和Env trimer免疫引导激发的。况且，相较SHIV感染前，这些抗体系基因的体细胞突变 （Somatic hypermutation， SHM） 频率在SHIV感染后昭着栽植。SHIV感染后，其中两只恒河猴的广谱中庸抗体系进行了高度扩增，并贯通出广漠相反，其在归并抗体系内的可变区氨基酸序列相反高达25%和30%。此外，通过抗体纵向系统发育分析，接洽者发现归并恒河猴内的多个具有交叉中庸响应活性的抗体系可能发祥于早期归并抗体系。因此，在每只具有高中庸响应的恒河猴中，很可能仅有1-2个由疫苗激发的针对FP区域的广谱中庸抗体系激发了血浆中的强效广谱抗HIV响应。

临了，接洽团队从16个具有交叉中庸响应活性的抗体系中挑选各自的代表抗体，判辨其与HIV-1 Env trimer复合物的冷冻电镜结构，来进一步接洽这些抗体的精准联接表位、作用时势和中庸机制。接洽者共取得13个抗体与Env trimer复合物的高分辨率冷冻电镜结构，并发现其中10个抗体主要联接FP区域的氨基端，2个抗体主要联接FP周边区域的N88糖基化位点，1个抗体主要联接CD4联接位点。令东谈主立志的是，FP区域的氨基端和周边区域的N88糖基化位点均为此疫苗策画模板抗体VRC34.01的主要联接位点。接洽者通过对这些冷冻电镜结构的分析和对比，发现在3只恒河猴体内针对FP区域的抗体系与之前团队报谈的DFPH-a抗体系【6】属于归并抗体眷属，诠释引导这一针对FP区域的广谱中庸抗体系并非偶发，可在多个实际动物体内重现。

要而言之，本接洽禁受了一种相配规的妙技（SHIV 感染）对挂念性B淋巴细胞进行饱和刺激，并在血清/血浆水平取得强效广谱抗HIV中庸响应。诚然难以径直将SHIV感染加入疫苗免疫策略，然而通过此步调诠释了HIV免疫原引导的挂念性B淋巴细胞有能力提供有尾数目或高质料的广谱中庸抗体，进而在血清/血浆水平上提供有用HIV疫苗所需的强效广谱抗HIV中庸响应，进一步考据了针对FP区域的HIV表位疫苗设政策略。下一步，接洽团队将看护接洽SHIV感染在体内诱发强效广谱抗HIV中庸响应的详备机制，并但愿在疫苗免疫策略中通过转变免疫佐剂、接种时势和禁受复制型卵白抒发病毒载体等来“模拟”SHIV 感染，股东HIV疫苗的研发。

本接洽的通信作家为Peter D. Kwong，第一作家为汪桦 （John R. Mascola 实际室博士后） 。此外，在本接洽中作念出蹙迫孝敬的还有VRC/NIH的Cheng Cheng, James L. Dal Santo, Chen-Hsiang Shen, Tatsiana Bylund, Amy R. Henry, Colin A. Howe, Juyun Hwang, Sergei Pletnev 和 Tongqing Zhou；宾夕法尼亚大学 （University of Pennsylvania） George M. Shaw 实际室的Daniel J. Morris；哥伦比亚大学 （Columbia University） Lawrence Shapiro 实际室的Nicholas C. Morano和Ryan S. Roark。

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)01151-6

制版东谈主：十一

参考文件

1. UNAIDS. Global HIV & AIDS Statistics — 2024 Fact Sheet. https://www.unaids.org/en/resources/fact-sheet.

2. Kwong, P.D., and Mascola, J.R. (2018). HIV-1 Vaccines Based on Antibody Identification, B Cell Ontogeny, and Epitope Structure.Immunity48, 855–871. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2018.04.029.

3. Haynes, B.F., Wiehe, K., Borrow, P., Saunders, K.O., Korber, B., Wagh,K., McMichael, A.J., Kelsoe, G., Hahn, B.H., Alt, F., et al. (2023). Strategies for HIV-1 vaccines that induce broadly neutralizing antibodies.Nat. Rev. Immunol. 23, 142–158. https://doi.org/10.1038/s41577-022-00753-w.

4. Kong, R., Xu, K., Zhou, T., Acharya, P., Lemmin, T., Liu, K., Ozorowski, G., Soto, C., Taft, J.D., Bailer, R.T., et al. (2016). Fusion peptide of HIV-1 as a site of vulnerability to neutralizing antibody.Science352, 828–833. https://doi.org/10.1126/science.aae0474.

5. Xu, K., Acharya, P., Kong, R., Cheng, C., Chuang, G.Y., Liu, K., Louder, M.K., O’Dell, S., Rawi, R., Sastry, M., et al. (2018). Epitope-based vaccine design yields fusion peptide-directed antibodies that neutralize diverse strains of HIV-1.Nat. Med.24, 857–867. https://doi.org/10.1038/s41591-018-0042-6.

6. Kong, R., Duan, H., Sheng, Z., Xu, K., Acharya, P., Chen, X., Cheng, C., Dingens, A.S., Gorman, J., Sastry, M., et al. (2019). Antibody Lineages with Vaccine-Induced Antigen-Binding Hotspots Develop Broad HIV Neutralization.Cell178, 567–584.e19. https://doi.org/10.1016/j.cell. 2019.06.030.

7. Cheng, C., Xu, K., Kong, R., Chuang, G.Y., Corrigan, A.R., Geng, H., Hill, K.R., Jafari, A.J., O’Dell, S., Ou, L., et al. (2019). Consistent elicitation of cross-clade HIV-neutralizing responses achieved in guinea pigs after fusion peptide priming by repetitive envelope trimer boosting.PLoS One14, e0215163. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0215163.

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