獲得性免疫缺陷綜合征（acquired immune deficiency syndrome，AIDS），也就是我們口中常說的艾滋病，源于一種逆轉(zhuǎn)錄病毒（HIV）的感染，該病毒可以破壞人類免疫系統(tǒng)，使免疫大軍“敵我不分”，進(jìn)而使許多細(xì)菌病毒趁虛而入，引發(fā)多種臨床癥狀。
迄今為止，艾滋病都無法被人類治愈。
近日，來自美國斯克里普斯研究所的研究者們在HIV抗體的研究上獲得重大發(fā)現(xiàn)。他們向4只家牛注射HIV包膜的模仿蛋白，在短短的一個多月的時(shí)間后，家?？焖佼a(chǎn)生了廣譜中和抗體（broadly neutralizing antibodies, bNAb）。
中和抗體是通過抑制乃至中和抗原或感染源的生化功能，進(jìn)而對細(xì)胞進(jìn)行保護(hù)。要知道對于人類來講，在HIV感染后只有一小部分的人會產(chǎn)生這種抗體，而且這個過程往往需要幾年的時(shí)間。更讓人興奮的是，這種廣譜中和抗體對117種HIV菌株的中和率更是高達(dá)96%！該項(xiàng)研究被發(fā)表在7月20日的《自然》雜志上。
來自約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的免疫學(xué)家Justin Bailey認(rèn)為這項(xiàng)研究確定了“一種新且高效的HIV廣譜抗體的產(chǎn)生方式”，但這項(xiàng)研究的意義并不僅限于此。如果研究者可以在人體中誘導(dǎo)出相似的抗體，這也意味著HIV疫苗的成功之路將就在眼前。
HIV是一種潛伏期極長的RNA病毒，直徑約120納米，呈20面體。病毒表面嵌有蛋白gp120與gp41，主要對人類免疫細(xì)胞進(jìn)行攻擊，使其感染并改變運(yùn)作模式。其中以破壞T細(xì)胞膜上具有CD4蛋白識別功能的結(jié)果最為嚴(yán)重。一旦T細(xì)胞被感染，就意味著人體免疫系統(tǒng)門戶大開，各種感染接踵而來，引發(fā)免疫缺陷綜合征。
圖 |HIV結(jié)構(gòu)圖
由于HIV的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，它基本每時(shí)每刻都在變化，即使已經(jīng)感染人類，它也可以在人體內(nèi)發(fā)生突變，這就為HIV疫苗的研發(fā)增加了難度。針對單一HIV研發(fā)的抗體對其他病毒菌株只能望洋興嘆，而目前對于廣譜中和抗體的研究并沒有成功。
美國斯克里普斯研究所Dennis R. Burton及其同事通過模仿HIV包膜設(shè)計(jì)了BG505 SOSIP蛋白，對四頭牛進(jìn)行免疫注射，42天后四頭牛都產(chǎn)生了廣譜中和抗體。隨后他們選取其中一頭牛作為研究對象，提取血清中的抗體，并進(jìn)行了更大規(guī)模的HIV測試--117種HIV菌株。在381天后，牛的抗體阻止了其中96%的病毒感染！而對另一頭?？贵w的研究中，HIV中和率達(dá)到72%。
圖 |美國斯克里普斯研究所Dennis R. Burton
這些牛的廣譜中和抗體都有一個奇怪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)——一段伸出去的氨基酸序列，就像一條伸出去的胳膊。這段被叫做HCDR3氨基酸基團(tuán)可以與不同的HIV菌株中高度保守的位點(diǎn)結(jié)合。這段高度保守的結(jié)合位點(diǎn)同時(shí)也是HIV感染免疫細(xì)胞的關(guān)鍵，由于HIV具有厚厚的蛋白外殼，一般來說，這個結(jié)合位點(diǎn)很難被觸碰到。
人類在被HIV感染后所產(chǎn)生的廣譜中和抗體中，HCDR3一般是30個氨基酸左右的長度——對于一般的人類抗體來說，這已經(jīng)差不多是2倍的長度了——但對于牛的抗體來說，“還只能算是短的”。該項(xiàng)目的研究者之一，Vaughn V. Smider說到，在牛的廣譜中和抗體中，HCDR3區(qū)域甚至可以長達(dá)70個氨基酸。
這一特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也許正是牛血清中的抗體能夠阻止HIV感染的關(guān)鍵。
可惜的是，目前牛所產(chǎn)生的廣譜中和抗體并不能應(yīng)用在人體上，但這卻可以解決科學(xué)家們心中長久以來的疑惑?！霸谒餍兄?，我們就已經(jīng)意識到HIV特別擅長逃避免疫系統(tǒng)的追擊，所以無論是家牛還是人類，只要是免疫系統(tǒng)可以在自然條件下自主產(chǎn)生HIV的廣譜中和抗體，這都值得引起我們的極大關(guān)注?！泵绹^敏與傳染病研究所(NIAID)所長Anthony S. Fauci說到。
如果研究者可以在人體中誘導(dǎo)出含有長HCDR3的抗體，“這將意味著疫苗之路的真正起步，” Smider 說到，“在人類進(jìn)行免疫之前，我們首先需要知道怎么能產(chǎn)生這種抗體。”接下來研究者將對此開展深入的研究，但毫無疑問的是，牛兒們已經(jīng)準(zhǔn)備好開始工作了。
