嘿,朋友,你过来一下,我给你讲个特牛的事儿。
你知道吧,科学家们为了搞出 HIV 疫苗,头发都快愁白了。这么多年了,一直有个大难题,就是怎么让我们身体里的免疫大军,能精准地认出敌人,然后开火。
以前的办法呢,有点笨。大概就是,把一小块 HIV 病毒蛋白,当作“通缉犯头像”,然后把它贴在一个大大的蛋白质“广告牌”上,再把这个“广告牌”送到我们身体里。想着吧,免疫系统看到了,就能认识这个坏蛋了。
可问题来了。我们的免疫大军,有时候有点“一根筋”,它一看,嚯,这么大一个“广告牌”,它不光打“通缉犯”,连“广告牌”也一起打了!这就很尴尬,火力被分散了,好多免疫细胞都浪费在攻击那个无辜的蛋白质支架上,真正打到 HIV 的反而没那么多了。
但是!就在最近,斯克里普斯研究所和麻省理工学院那帮顶尖的聪明人,他们想出了一个绝妙的主意。
他们寻思着,要是这个“广告牌”能隐身,那不就结了?
说干就干。他们换了个材料,不用蛋白质了,改用 DNA 来做这个“广告牌”。对,就是我们身体里存遗传密码那个 DNA。这招真的太高了!你想啊,我们的免疫系统平时是绝对不敢随便攻击自己人的 DNA 的,不然身体早就天下大乱了。所以,DNA 做的支架,对免疫系统来说,基本上就是“路人甲”,完全被无视。
他们用一种叫“DNA 折纸”的黑科技,把 DNA 分子像折纸一样,叠成一个超级精确的、能挂 60 个“通缉犯头像”(HIV 蛋白)的纳米级支架。
好了,最关键的来了,效果怎么样?
简直炸裂!
他们给小鼠用了这种新的 DNA 疫苗,结果发现,靶向 HIV 的免疫细胞数量,是老式蛋白质疫苗的整整 10 倍!
而且啊,在专门培养精英免疫细胞的“特种兵训练营”(也就是生发中心)里,用 DNA 疫苗的,差不多 60% 的“新兵”都在专心研究怎么对付 HIV。而用老疫苗的呢,只有可怜的 20% 在干正事,剩下的全在跟那个蛋白质“广告牌”较劲。这么一算,新疫苗的火力集中度,比老的强了 25 倍!
更夸张的是,打了新疫苗才两周,研究人员就在小鼠体内找到了我们最想看到的那种,非常稀有、但潜力巨大的 B 细胞。而打老疫苗的那组,啥也没找着。
这感觉,就像以前派出去的是一群拿着各种武器乱打一气的民兵,现在直接升级成了装备精良、目标明确的特种部队。
说真的,这可不只是对 HIV 疫苗意义重大。你想想,流感病毒老是变异,我们每年都得打新的疫苗,还有那些冠状病毒……这些老大难的问题,可能都能用这个“隐形广告牌”的思路来解决。
当然啦,研究还在继续,他们还得看看长期用安不安全,换换“广告牌”的形状会不会效果更好。但不管怎么说,这感觉就像是游戏里发现了一个隐藏关卡,一下打开了全新的局面。有时候科学的突破,就是这么让人兴奋,不是吗?

嘿,我这么一讲,是不是清晰多了,来让我们看看原文吧。
开发艾滋病(HIV)疫苗最大的障碍之一是诱导身体产生正确类型的免疫细胞和抗体。在大多数疫苗中,HIV 蛋白质被附着在一个更大的、模拟病毒的蛋白质支架上。然后,人体的免疫系统会产生一系列能够识别这些蛋白质不同片段的抗体。然而,其中一些抗体往往不是对 HIV 本身产生反应,而是对用于递送疫苗的支架产生反应。
现在,斯克里普斯研究所(Scripps Research)和麻省理工学院(MIT)的研究人员开发出一种由 DNA 制成的新型疫苗支架,这种支架会被免疫系统忽略,从而消除了这些脱靶抗体。
更强、更集中的 HIV 免疫反应
在《科学》杂志上发表的一项新研究中,该团队证明,与使用蛋白质支架的疫苗相比,使用这些基于 DNA 的支架制成的疫苗,其靶向 HIV 脆弱位点的免疫细胞数量增加了 10 倍。这表明基于 DNA 的疫苗能够引发更强、更有针对性的免疫反应。
“这是一项全新的技术,可能有助于我们获得保护性 HIV 疫苗或解决其他特别困难的疫苗问题,”斯克リプス研究所教授、资深作者 Darrell Irvine 说道。
通常,疫苗由一个支架颗粒组成,其表面覆盖着许多可被免疫系统识别的惰性病毒蛋白(抗原)。像病毒一样,这些疫苗结构在其表面呈现许多抗原拷贝,比以往效果较差的疫苗中使用的游离抗原能触发更强的免疫激活。
为什么蛋白质支架会存在不足
但到目前为止,几乎所有此类支架都是由蛋白质制成的,这会引发对支架本身的免疫反应。对于大多数针对常见病原体的疫苗来说,脱靶免疫反应不会构成重大问题。但对于像 HIV、流感和泛冠状病毒疫苗这类具有挑战性的疫苗靶点——在这些靶点中,具有广泛保护性的 B 细胞极为罕见——每一个竞争性的免疫反应都可能至关重要。
“我们知道蛋白质纳米颗粒支架会产生自身的免疫反应,但我们不知道这些脱靶反应在多大程度上限制了我们所关心的免疫细胞,”同时也是霍华德·休斯医学研究所研究员的 Irvine 说道。
转向 DNA 折纸技术
在这项新研究中,Irvine 与第一作者 Anna Romanov 以及包括麻省理工学院生物工程师 Mark Bathe 在内的合作者,转向了 DNA 折纸技术,该技术允许科学家将 DNA 折叠成精确的三维形状。关于在疫苗中使用 DNA 折纸的数据有限,但研究人员已经知道,负责识别抗原和产生抗体的 B 细胞不会标记 DNA。这在一定程度上是为了保护人们免受攻击自身 DNA 的自身免疫反应。
“在 2024 年使用 SARS-CoV-2 抗原的先前工作中,我们发现 DNA 支架在免疫学上是‘沉默的’,不会产生抗体反应,但尚不清楚它们是否也能促进集中的生发中心反应;这项研究现在清楚地证明了斯克里普斯研究所的 HIV 抗原具有这种反应,这是主动免疫治疗领域的一大突破,” Bathe 说道。
DNA 疫苗的表现如何
该团队设计了 DNA 纳米颗粒,每个颗粒可以展示 60 个 HIV 包膜蛋白的拷贝——这种蛋白已知可以激活最终能产生广泛中和 HIV 抗体的罕见 B 细胞。然后,他们在表达人类抗体基因的小鼠身上测试了这些纳米颗粒。近 60% 的生发中心 B 细胞——这些是成熟后能产生高质量抗体的特化免疫细胞——都靶向了 HIV 包膜蛋白。
相比之下,目前正在进行临床试验的蛋白质支架疫苗所产生的生发中心中,只有约 20% 的 B 细胞识别 HIV 靶点;其余的细胞中,许多是对支架本身产生反应的。
与蛋白质支架相比,基于 DNA 的疫苗在 HIV 特异性免疫细胞与脱靶免疫细胞的比例上实现了 25 倍的提升。在接种疫苗两周内,接受 DNA 疫苗的小鼠体内可检测到所需罕见 B cell 的水平,而接受蛋白质纳米颗粒疫苗的小鼠则检测不到这些细胞。
对未来疫苗设计的启示
这一发现的影响超出了 HIV 的范畴,因为同样的挑战也适用于开发通用流感疫苗和泛冠状病毒疫苗的努力。Irvine 表示,DNA 折纸支架可以为任何这些具有挑战性的疫苗问题提供更集中的免疫反应。
“这些疫苗的目标是试图招募 B 细胞库中极其罕见的细胞,”他补充道。“任何限制这些正确细胞被激活的因素都是一个潜在问题,而 DNA 折纸支架可能有助于克服这些挑战。”
Irvine 和 Bathe 的团队现在正在研究 DNA 折纸形状的变化可能如何影响疫苗的有效性,并测试这些支架用于疫苗接种的长期安全性。
参考文献
Anna Romanov et al, DNA origami vaccines program antigen-focused germinal centers, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adx6291.
