斯克里普斯研究公司(Scripps Research)研制的一种新型艾滋病毒疫苗在临床前测试中显示出了显著提高的中和病毒的能力，该疫苗将很快在自愿参加临床试验的健康人群中进行研究。
2023年4月9日发表在《自然通讯》上的一篇论文描述了这种新的独特的疫苗设计，它使用微小的蛋白质“纳米颗粒”来显示HIV表面蛋白Env的多个拷贝，从而像真正的HIV颗粒一样向免疫系统展示自己，而不会引起HIV感染。解释其效果的关键创新与被称为聚糖的柔性糖分子有关，这种糖分子通常覆盖在真正的病毒上，但在新的设计中被缩短了。在取得有希望的临床前结果后，美国国立卫生研究院(NIH)同意赞助一项未来的临床试验。
“有了这种设计，我们似乎已经解决了艾滋病疫苗难题的一大块，”该论文的资深作者、斯克里普斯研究所综合结构和计算生物学系副教授姜竹博士说。
联合国艾滋病毒/艾滋病联合规划署(艾滋病规划署)估计，目前全世界有3 840万人感染艾滋病毒，仅2021年就有150万人新感染艾滋病毒。除了非常罕见的涉及骨髓移植的病例外，目前还没有治愈这种感染的方法，必须用抗病毒药物无限期地控制这种感染，以防止它发展成致命的免疫缺陷疾病，即艾滋病。
该病毒使用的防御策略之一是用聚糖保护其最暴露的结构Env。聚糖是一种简单的链状分子，由人体细胞制造，执行各种基本功能。Env含有聚糖自动固定的位点，因此当它进入人类宿主体内时，它最终会被它们覆盖。
聚糖对于抗体来说很难被抓住，而且任何包裹在聚糖上的东西对免疫系统来说都不像外来入侵者。与此同时，Env蛋白通常会留下一些不太关键的、更易变的部分，这些部分被聚糖发现，无害地转移了大部分抗体反应。
虽然在疫苗中使用的Env蛋白上呈现聚糖的最佳方式仍然是研究人员激烈争论的主题，但Zhu和他的团队将他们的疫苗设计带入了一个独特的方向:不像一些设计那样通过去除聚糖或将它们添加到无聚糖区域，而是简单地缩短它们的长度。他们的理由是，这将通过减少无聚糖区域与聚糖密集区域的对比来降低它们的诱骗能力，同时使抗体更容易接近病毒上的脆弱部位。他们还怀疑，可以利用聚糖攻击Env的理想抗体仍然能够抓住修饰过的聚糖。
他们设计了实验来验证他们的预测。动物实验表明，抗体与Env的关键易感位点结合较好，与诱饵位点结合较少。此外，在接种疫苗的动物模型中，与未修饰的聚糖版本相比，修饰的聚糖版本的疫苗诱导了明显更强的病毒中和抗体反应。
“例如，在对小鼠的一项测试中，8个免疫动物模型中有7个产生了强大的中和抗体反应，而非聚糖修饰版本的8个模型中只有1个产生了中和抗体反应，”朱说。“聚糖修剪的差异相当惊人。”
这段旅程也从实验室延伸到了产品开发的前沿。“作为这一先进疫苗平台技术的独家授权方，Uvax Bio正在完成两种候选疫苗的GMP生产，即野生型Uvax-1197和修饰聚糖型Uvax-1107，”Uvax Bio首席执行官李霁补充说。
在niaid支持的临床试验之前，Zhu和他的同事将做进一步的实验来确认特异性抗体、Env结合位点、聚糖相互作用和其他疫苗成分，这些是在这种新的候选疫苗中最重要的测试。临床试验最早可能在2024年开始。
More information: Yi-Nan Zhang et al, Single-component multilayered self-assembling protein nanoparticles presenting glycan-trimmed uncleaved prefusion optimized envelope trimers as HIV-1 vaccine candidates, Nature Communications (2023).
