华人学者开辟艾滋病疫苗研究新思路

作者: 孔瑞

来源: 知识分子

发布日期: 2016-05-14

华人学者在美国国立卫生研究院的研究中发现了一种新型的中和抗体VRC34.01,该抗体在艾滋病毒膜蛋白上的识别位点极为特殊,可以作为疫苗研究的新靶点,开辟了艾滋病疫苗研究的新思路。

在过去的三十多年里,艾滋病已经夺去全球超过3400万人的生命。尽管目前我们已经可以通过药物延长艾滋病人的生命,但根治艾滋病仍遥遥无期,这与艾滋病毒极容易突变有关,抗艾药物研发由此变得十分困难。最近,一组来自美国国立卫生研究院的科学家,不仅找到了遏制艾滋病毒的全新靶点——融合肽,同时还设计出一种通过该靶点杀死艾滋病毒的疫苗VRC34.01,该疫苗有效性可达到50%。

尽管通向终结艾滋病的路途漫长而又艰难,但我们其实离黎明时的曙光,已不再遥远。

自上世纪八十年代以来,艾滋病的流行已经夺去超过3400万人的生命。据世界卫生组织(WHO)统计,2014年全世界大约有3700万艾滋病毒(HIV)携带者,大约200万为新增感染者。艾滋病毒,亦称为人类免疫缺陷病毒,为何它们如此可怕,以至于人人谈“艾”色变。

原因大约有二:一是病毒感染难以根治,一旦感染,终生折磨;二是缺乏有效的预防性疫苗。科学家们经过多年的努力,成功发明了“鸡尾酒”疗法和一系列抗艾滋药物,从而有效地帮助病人抑制体内病毒的复制。然而时至今日,根治和研发艾滋疫苗这两个大问题,依然没有得到很好的解决。

2016年5月12日,美国顶级学术杂志《科学》(Science)在线发表了美国国立卫生研究院(NIH)的一项关于艾滋病毒的研究成果。

研究者不仅发现了一种新型的中和抗体VRC34.01,同时还发现这种抗体在艾滋病毒膜蛋白上的识别位点,由于该位点极为特殊,研究者可以将其作为疫苗研究的新靶点。与此同时,研究者发现了这种抗体对病毒产生抑制作用的分子机制。该研究由美国国立卫生研究院(NIH)三位来自中国的博士后孔瑞、许凯以及周同庆共同完成,有望使人类在遏制艾滋病毒的道路上更进一步。

面对艾滋病毒,大部分感染者的免疫系统无法彻底消灭它们,其中最主要的原因是,艾滋病毒是一个善变的家伙,在复制的过程中会产生变异。这对免疫系统来说,是个大麻烦。因为它在产生抗体、准备遏制“毒一代”病毒时,碰到了“毒二代”病毒,抗体可能会失去效力,难以辨识一些新病毒。成功逃离免疫细胞杀伤的“毒二代”病毒,很快就产生“毒三代”、“毒四代”的病毒。当然免疫系统也会合成“抗二代”、“抗三代”的抗体。

在很多艾滋病毒感染者体内,抗体和病毒是互相学习,一起成长的。这样的结果就是,在一个未经治疗的感染者体内,拥有很多不一样的艾滋病毒。而全世界三千多万感染者,艾滋病毒千变万化。要想研制出一个艾滋疫苗,诱导免疫系统来识别以及防御这些千变万化的艾滋病毒,着实令研究者们头痛不已。

艾滋病毒虽然千变万化,但是无论如何变化,它们都需要感染CD4 T淋巴细胞,其接触和进入细胞的过程不易改变。

艾滋病毒膜蛋白上的一些重要区域,尤其是负责进入细胞过程的一些功能区域难以改变。而这些区域,从理论上说,是疫苗研究针对的有效区域。从2009年开始,科学家们多年的努力终于有了突破,基于B细胞培养技术以及抗体分离技术的进步,一批能识别并且抑制不同艾滋病毒株的新型抗体被陆续分离出来。这些抗体能够抑制30%到90%左右的艾滋病毒。对这些抗体识别位点的研究,促进了对病毒膜蛋白的理解,以及疫苗的设计。

最近发表的这项研究显示,研究者从一个艾滋病毒感染者的样品里,分离出了一族新型中和抗体,其中含有最具代表性的单克隆抗体VRC34.01,大约可抑制50%的艾滋病毒毒株。通过蛋白质共结晶以及其它实验方法,研究人员阐明了抗体VRC34.01针对艾滋病毒膜蛋白上的识别位点:一段由8个连续氨基酸组成的序列和一个糖分子。而这8个连续的氨基酸是艾滋病毒“融合肽”的一部分,且位于“融合肽”的氨基端。

“融合肽”是一段疏水的蛋白序列,由15至20个氨基酸组成,位于病毒膜蛋白gp41的氨基端。通常来说,艾滋病毒感染细胞有三个步骤:第一步,病毒膜蛋白结合细胞膜上的CD4受体,这种结合会导致膜蛋白变形,接着会启动第二步,与细胞膜上的辅助受体(CCR5或者CXCR4)结合,而变形的最终结果是“图穷匕见”,这里的“匕首”就是“融合肽”。

由于“融合肽”具有的疏水特性,第三步启动了,暴露出来的“融合肽”和细胞膜结合,进而启动病毒和细胞的膜融合。所以“融合肽”就像病毒插入细胞膜的匕首,是一个关键的功能区域。

这是科学界第一次发现针对艾滋病毒“融合肽”的抗体,也是第一次提出“融合肽”可能成为一个有希望的疫苗新靶点。过去的疫苗设计主要针对一些结构比较复杂的位点,以至于设计难度较大。

而“融合肽”的结构要简单很多,因此针对“融合肽”的疫苗设计从理论上分析可能相对容易。总体来说,这项研究的主要意义在于发现了艾滋病毒的一个新的弱点,为疫苗研究提供了一个新靶点,从而开辟了全新的思路。与其它靶点相比,“融合肽”靶点既有其优势,也有其劣势。相信通过研究人员们的努力,我们会在不久的未来看到更多新的进展。

UUID: 7dd609b7-b7a1-4b94-af87-1d436c61b50b

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/知识分子公众号-pdf2txt/2015-2016年/2016-05-14_华人学者开辟艾滋病疫苗研究新思路|前沿.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0062 元