67%預防有效,新型抗艾滋疫苗取得重要進展
在《自然》子刊Nature Medicine的最新一期,有關HIV疫苗的一項最新研究引人注目。來自斯坦福大學醫學院(Stanford University School of Medicine)、埃默里大學(Emory University)等多家機構的科研人員合作,檢驗了一種新型HIV疫苗的保護效果。在獼猴身上開展的實驗顯示,這種新疫苗產生了強有力的免疫應答,能更好地預防感染,並帶來持久的保護效果。
研究結果不僅為預防艾滋病提供了重要見解,幾位研究作者表示,這一發現十分及時,對開發針對其他病原體(包括最近大流行的新冠病毒)的疫苗具有廣泛意義。
研究作者在論文中指出,目前的HIV疫苗開發大多集中於誘導中和抗體(nAb)的產生,即讓免疫系統的B細胞製造更多抗體使病毒失活。
而這支研究團隊設計的新疫苗策略是,產生中和抗體的同時加強細胞免疫,也就是促使體內的T細胞產生更強的抗病毒反應,從而增強疫苗的保護效果。
研究作者打比方說,產生中和抗體與細胞免疫就像免疫系統發揮作用的兩條手臂,如果加強細胞免疫應答這條手臂,那麼即便中和抗體的水平不那麼高,雙臂協同作用也可以提供更好的保護。
▲HIV感染CD4陽性T細胞(圖片來源:NIAID)
為了檢驗這種“雙臂”疫苗方案的效果,研究人員給45只獼猴進行了接種和測試。“非人靈長類動物目前仍然是測試新型疫苗潛力的最佳模型。”研究負責人之一Eric Hunter教授介紹。
這些獼猴被分為3組,在40週時間內分多次接受了相應注射。第一組接種的疫苗由膜蛋白和佐劑組成,前者是HIV顆粒外表面的蛋白,可以刺激抗體產生,後者常用於增強免疫應答;第二組在此基礎上,額外增加了3種經過改造的病毒載體,它們不具有傳染性,但包含的基因會編碼病毒蛋白Gag,用於激活細胞免疫;第三組,作為對照,只注射了佐劑。第80週,這些動物接受了一次加強免疫。
▲實驗動物分為3組,接受不同的疫苗接種方案,並接受病毒注射以檢驗不同方案的保護效果(圖片來源:參考資料[1])
從首次接種後的第84週起,科學家們讓這些動物發生病毒暴露,連續10週接觸低劑量的SHIV病毒(猿類HIV)。對照組的動物大部分很快就被感染,兩個實驗組則得到了顯著保護。其中,第一組有53%的猴子未被感染;相比之下,組合疫苗讓第二組動物得到的保護效果更強,67%免受感染。
研究人員注意到,在膜蛋白疫苗組,高滴度的中和抗體是預防感染的關鍵。有意思的是,第二組中,有些猴子體內的中和抗體滴度並不高,沒有達到過去認為的閾值,動物卻獲得了更強的保護。
“過去,人們一直認為只有增加中和抗體的效價才是讓疫苗更有效的關鍵,而做到這點又非常困難。”研究負責人之一Cynthia Derdeyn教授說。而從目前的結果來看,在中和抗體不多的情況下,研究人員期待的“雙臂”協同作用取得了效果。
▲接種組合疫苗(藍線),動物中不受病毒感染的比例更高;而在被感染的動物中,接受疫苗的猴子體內,病毒載量普遍要比對照組低一個數量級(圖片來源:參考資料[1])
開發HIV疫苗時的另一個難題是延長疫苗的保護時間,而此次的研究結果同樣在這個問題上有可喜的結果。
在接種完成的近一年以後,科學家們再次用更多SHIV對猴子“攻毒”。結果顯示,膜蛋白+Gag的組合疫苗讓其中2/3的動物在反复病毒暴露後始終不受感染,相比只接受膜蛋白疫苗,保護效果更加持久。
▲加強免疫8個月後,此前未被感染的獼猴再次連續病毒暴露,組合疫苗(藍色)依然提供了顯著的抗感染能力(圖片來源:參考資料[1])
研究作者分析說,新型疫苗接種方案提高了效果,可能是由於疫苗誘導產生了一種叫作“組織駐留記憶T細胞”的CD8陽性T細胞。這些細胞會移動到病毒侵入部位(比如粘膜組織),並在那裡停留一段時間,充當哨兵。如果再次看到病毒,這些細胞就會立即行動,分泌信號給附近的其他免疫細胞在感染部位對抗病毒。
作為研究共同負責人,埃默里大學的微生物學和免疫學教授Rama Amara博士指出:“有了這些研究結果,我們離利用疫苗預防艾滋病的目標又邁進了一步。”
研究團隊表示,他們將根據目前的結果繼續完善這種疫苗的開發,包括進一步評估什麼樣的策略可以引發細胞應答與中和抗體,以提供更強的保護,最終目標是將抗體加細胞免疫的疫苗新方案應用於臨床試驗。“我們認為,對於其他病原體,包括流感、結核病、瘧疾和現在的新冠病毒,同樣的方法也是可行的。”Amara博士最後補充說。