艾滋病疫苗,即艾滋病病毒(HIV)疫苗,注射之后便可以在一段时间内防止艾滋病。此疫苗在老鼠身上试验成功,但在人体身上试验失败,造成20多人感染艾滋病病毒。HIV疫苗被认为是预防艾滋病的最有效工具。HIV为逆转录病毒,而逆转录酶缺乏校正修复功能,因而HIV的变异频率非常高,每一轮复制都会引入约10个碱基的错误。高的变异频率使世界不同地区甚至同一感染个体不同时期HIV的基因组都有较大差异,这就导致了从基因角度研制疫苗是非常困难的。
2006年,位于纽约的非营利组织——国际艾滋病疫苗行动组织(IAVI)发起了一项全球范围的搜寻行动,旨在寻找最好的能够抵御艾滋病病毒(HIV)的免疫系统防线(一种能挫败几乎所有已知病毒毒株的抗体)。IAVI称这项行动是一个棘手的任务,将其命名为协议G。如果取得成功,协议G承诺重振被失败困扰的HIV疫苗领域的士气,并帮助设计一个能终结艾滋病(AIDS)疫情的产品。
寻找免疫原
在那时,HIV令疫苗研究人员大感受挫。HIV屡次躲开了研究人员设计的免疫攻击。超过20年的努力仍未能让一款疫苗走向市场。但是,研究人员已经发现了一种武器:广效性中和抗体(bNAbs),他们希望借此扭转颓势。
协议G团队全力以赴,以期发现更多对抗HIV的有效措施。研究人员分析了1800个HIV感染者(来自赞比亚、南非、印度、泰国、尼日利亚、科特迪瓦、卢旺达、乌干达、肯尼亚、澳大利亚、英国和美国)的血液样本。在IAVI团队成员、美国加州圣地亚哥市斯克利普斯研究所免疫学家DennisBurton的领导下,研究人员历时两年,对样本进行研究,最终将视线集中在一名女性身上。通过单独研究该女性的B细胞(行使产生抗体的功能),研究人员从她的血清中分离出两种值得注意的抗体。
这两种抗体之所以引人注目,是因为它们能使(162种HIV毒株中的70%以上)感染失效,即使很小的剂量也是如此。Burton和同事在2009年10月9日的《科学》杂志上解释了这一现象。突然间,创造一种通用的HIV疫苗似乎并不再是一个遥不可及的梦。
这一发现产生了天翻地覆的变化,bNAbs迅速变成最热门的研究领域之一。自2009年起,研究人员已经确认超过50种新的HIVbNAbs,其中一些的效果看起来要比协议G中发现的两个还要好。
一些实验室目前正试图阐明,HIV和免疫系统之间错综复杂的相互关系——能导致bNAbs的产生,研究人员希望有一天能用免疫原模拟该过程。HIV领域的行动催生了其他领域研究bNAbs的热潮,例如流行性感冒、丙型肝炎、登革热、西尼罗病毒。诺贝尔奖得主、病毒学家DavidBaltimore说:“如果有人能创造出一种真正能引起广泛保护性反应的免疫原,那将是妙不可言的。”来自帕萨迪纳市加州理工学院的Baltimore的团队,正在尝试通过干细胞基因工程制造bNAbs。“但我看到前方道路艰难。”他说。
艰辛的历程
1986年,在研究者证实了HIV能引起AIDS不久,制造疫苗的障碍出现了。HIV以极快的速度繁殖,每次都会凌乱地复制其基因序列。许多合成突变体“茁壮成长”,变种表现出不同的蛋白抗原。抗体的特异性致使其通常瞄准某一个抗原,无法制服不断变化的病毒。因此,天生的免疫反应或由常规疫苗引发的免疫反应都收效甚微。
1990年,美国马萨诸塞州的Repligen公司在《科学》杂志上报告了首个对抗HIV的bNAb(比迄今为止的任何抗体都有效得多),这个发现让AIDS疫苗领域震惊。更令人惊讶的是,他们表述了确切的抗原表位——在动物实验中,这刺激了抗体的生成。研究人员在论文中写道,仅仅6个HIV表面蛋白质(gp120)尖端的氨基酸,就指明了免疫系统如何阻止病毒的不同毒株。
但最终结果是,作为实验室的人工制品,bNAb只能对抗在培养皿中生长的病毒株,对直接来自被感染者体内的病毒并无效果。这个