抵御HIV的强力抗体
在对抗艾滋病的研究中,2010年最有意义的研究之一,是发现了两种对抗御HIV的强力抗体。研究人员在7月8日的《科学》杂志发表论文,详细阐述了这一发现。
美国国立卫生研究院(NIH)过敏与传染病研究所(NIAID)疫苗研究中心主任盖里·纳布尔博士,副主任约翰·麦斯克拉博士和结构生物学实验室主任邝达平博士(华裔科学家)等人主持的一项研究的结果是,从艾滋病病毒感染者血液中分离出了两个自然产生的能够中和(对抗)约9成已知艾滋病病毒(HIV)毒株的强力抗体。这意味着未来的艾滋病疫苗设计和治疗可能产生质的变化。
今天,防治艾滋病的最大困难在于,艾滋病病毒能够逃避人体免疫系统的监视和攻击。因为,艾滋病病毒基因变化比人体正常基因变化快100万倍,人体免疫系统跟不上其变化。而且,艾滋病病毒外表有一层与人体正常细胞表层一样的糖衣,能够迷惑机体免疫系统。此外,艾滋病病毒的表面蛋白通过形态变化掩盖其与免疫细胞结合的位点,而这正是HIV攻击免疫系统的重要机理。
HIV入侵人体免疫细胞(T细胞)要有结合的位点。这种位点分两部分,一是T细胞膜上的CD4受体分子,二是HIV病毒包膜上的糖蛋白gp120。由于gp120的触角可特异性地黏附在T4细胞膜上的CD4位点,就能入侵T细胞。所以,HIV的外膜的gp120蛋白扮演着钥匙的角色,而T细胞上的CD4分子则是锁,当gp120打开了T细胞大门上的锁CD4分子时,HIV就能堂而皇之地进入T细胞内。
过去,研究人员已经发现,尽管艾滋病随时在发生变化,但是,万变不离其宗,HIV与人体免疫细胞结合的位点是不变的。随后,研究人员的思路转到发现能堵住这个结合位点的抗体上来,如果能在人体的免疫细胞和免疫系统中找到这样的抗体,并通过单克隆抗体的方式分离出来,就能运用这样的抗体堵住HIV对免疫细胞的进攻,预防和治疗艾滋病。
于是,研究人员设计了一种生物探针,用以从艾滋病病毒感染者的血液中寻找能生产强效抗体的细胞。利用这个探针,研究人员在一名60岁黑人同性恋男子的血样中,探测到了一些细胞能生产对抗HIV与免疫细胞结合的抗体。这名病人被称为“第45号捐赠人”,研究人员对他体内的2500万个血液细胞进行了筛查,发现有12个细胞可以产生抗体。最后,研究人员进一步分离出两个迄今为止最强有力的抗体VRC01和VRC02。
研究人员通过晶体结构分析发现,VRC01抗体能精确地结合在HIV表面位点即gp120蛋白上,也就能阻止HIV与T细胞结合。而且,研究发现,VRC01和VRC02抗体能中和(阻止)全世界流行的90%的艾滋病病毒株。而2009年美国加州一个研究所的研究人员只是发现了能够阻止近80%的HIV病毒株。从理论上讲,这也意味着利用这样的抗体研制出的疫苗可以抗御90%以上的HIV,或有效率可达90%。而2009年在泰国对1.6万人进行的首次成功的艾滋病疫苗试验,其降低的感染率也只达31%。现在,NIH的研究人员已经进行初步的疫苗设计,以期诱导人体免疫系统产生类似VRC01的抗体,从而有可能抑制全球范围内绝大部分HIV的传染。
不过,研究人员也认为,即使利用这一发现的原理,要研制出实用和有效的艾滋病疫苗至少还需要8~10年的时间。因为,现已发现的抗体必须要产生于广泛的人群,而不只是个别人。而且,必须对达到如此高中和率的抗体生成的过程有更深入的了解,而且要有正确的触发因素,制造出足够多的抗体,并用于动物实验和临床试验。
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