Nature醫(yī)學(xué):HIV演化弄巧成拙
日期:2012-10-25 07:30:47
HIV感染后免疫系統(tǒng)會(huì)釋放出大量的初始抗體,而病毒能夠改變自己蛋白衣殼上的多糖來逃避這些抗體的攻擊。而南非研究人員最近發(fā)現(xiàn)病毒演化出的新糖基化模式,會(huì)催生更為廣譜的抗體,該研究發(fā)表在十月二十一日的Nature Medicine雜志上。
“我們往往假定,能夠刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生廣譜中和性抗體的病毒一定非常特殊”,但這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了這一觀點(diǎn),荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)免疫學(xué)家Hanneke Schuitemaker評(píng)論道。
對(duì)于疫苗研發(fā)者來說,HIV是相當(dāng)棘手的病毒。許多能被抗體靶標(biāo)的重要病毒蛋白(抗原表位)往往是隱藏起來的,直到HIV與表達(dá)CD4的目標(biāo)細(xì)胞結(jié)合(包括T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)。此外,HIV快速突變的基因組使其能夠躲避免疫攻擊,不被感染時(shí)免疫系統(tǒng)的第一波抗體識(shí)別。
盡管人們通過疫苗誘導(dǎo)廣譜交叉中和性抗體的嘗試還未成功,少數(shù)HIV患者在感染多年后體內(nèi)卻自然而然的出現(xiàn)了這種抗體。了解這些抗體所針對(duì)的表位,對(duì)于HIV疫苗研發(fā)非常重要,人們現(xiàn)已知道這類重要抗體有些識(shí)別的是gp120衣殼蛋白332位點(diǎn)上的多糖。
為了研究HIV演化及其相應(yīng)抗體,南非國家傳染病研究所的Penny Moore和Lynn Morris追蹤了HIV-1-C女性患者體內(nèi)的抗體滴度??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),隨著時(shí)間推移表達(dá)廣譜交叉中和性抗體的患者越來越多。有兩位女性患者體內(nèi)產(chǎn)生了針對(duì)病毒332糖基化的中和性抗體,但最初感染她們的病毒并沒有這樣的糖基化。
“我們很震驚,”Moore說,一開始感染的病毒并沒有332位點(diǎn)糖基化,而感染后出現(xiàn)了這樣的糖基化病毒,從而使免疫系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體。研究顯示,在感染約一年后所有病毒332位點(diǎn)都被糖基化,所以患者血液中廣譜中和性抗體的濃度較高。
研究人員認(rèn)為,幫助病毒逃避第一波抗體攻擊的演化又催生了更廣譜的抗體,而病毒對(duì)這種抗體更敏感。為檢驗(yàn)這一理論,Moore及其同事將急性感染期生成的抗體與表達(dá)332多糖表位的病毒結(jié)合起來。研究顯示,這些抗體無法抵御后者的感染,說明演化出這一表位能使HIV逃避第一波抗體攻擊。
研究人員將他們的研究范圍擴(kuò)展到七十位患者,他們發(fā)現(xiàn)有三分之一的患者體內(nèi)都出現(xiàn)了上述模式。研究顯示,332殘基糖基化在建立感染的病毒中相當(dāng)罕見,但在慢性感染期的病毒中很常見。這也是這些抗體往往能中和多位患者體內(nèi)病毒的原因。
“這是我們首次真正了解病毒演化塑造相應(yīng)抗體的過程,”Moore說?!傲私獠《狙莼哪J?,對(duì)于疫苗開發(fā)非常重要,”她預(yù)測(cè)可以用涵蓋不同表位的疫苗持續(xù)接種,以模擬病毒的自然演化。
Duke大學(xué)病毒免疫學(xué)家David Montefiori發(fā)表評(píng)論說,盡管還不清楚為何建立感染的病毒沒有這種糖基化,上述表位與其他表位相結(jié)合應(yīng)該能成功用于疫苗研發(fā)。
Schuitemaker認(rèn)為還有一個(gè)亟待解決的問題,那就是免疫系統(tǒng)針對(duì)新表位生成抗體的具體過程。這種廣譜中和性抗體是由最初應(yīng)答感染的B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的,還是由病毒表位變化后參與進(jìn)來的其他B細(xì)胞產(chǎn)生的?!叭绻遣煌?/SPAN>B細(xì)胞,也許能夠通過疫苗直接觸發(fā)它們”,而不需要模擬演化過程。