针对我国HIV-1流行株的AIDS疫苗研究策略与进展——国家传染病重大专项进展介绍.docx

1、针对我国HIV-1流行株的AIDS疫苗研究策略与进展一国家传染病重大专项进展介绍万延民，徐建青摘要虽然RVI44AIDS疫苗临床试验睨察到部分保护效果.但远未达到临床应用的要求保护水平有待进步提高室抗体反应和T细胞反应在抵抗和控制HIV-1感染过程中的币:要作用.我们认为可以通过同时活化有效的抗体反应和T细胞反应来提升AIDS疫苗的保护效果在国家传染病爪大专项课题的资助下.本实验室设计厂一套针对我国HIV-1流行株的AIDS疫苗策略.本文简要介绍我们的设计方案及1要研究进展关键词疫苗：快得性免疫缺陷综合征;HIV-1中国图书资料分类号B512.91文献标志码A【文章编号10()7-8134(2

2、013)04-0202-04StrategyforthedevelopmentofAIDSvaccineagainstChineseHIV-1subtypesandrecentprogresstheintroductionoftheprojectsupportedbytheNationalScienceandTechnologyKeyProjectonMajorInfectiousDiseasesWANYan-min.XVJian-qing*ShanghaiPublicHealthClinicalCenter.Shanghai201508.China*Com*s|x)n(lingauthor.

3、E-mail:jiaiH|ingxu2(X)8gmail.rom(Abstract)AlthoughtheRV144trialreportedanAIDSvaccinervgimenconferredcertainprotedionagainstHlacquisition,thevacrthelowprotectionnite.Since*lx)thhumoralandcellulariinmunrresjxmsesplayim|xrtanlrolesininhibitingandcontrollingHIV-1inf(ft(ati(nweIwlievrtheelTicacyofAIDSvac

4、cinerunIwfurtherimprovedifthetwoarmsofadaptiveimmunesystemscanworksynergistically.SupportedbytheNationalScienceandTechnologyKeyProjectonMajorInfectiousDiseases,ourlalxiratorydesignedavaccinestrategyagainstmajorcirculatingHIV-1subtypesinChina.Thisn*virwbrieflyintnxlucestheralionairofourdesignandmajor

5、achievements.(Keywords)vaceinrs;acquirediinmun(Mlcfici*ncysvndnime;HIV-1T苗源河而HIV-1的高频遗传突变造成了其流行毒株的极其多样性。只有克服病毒多样性，AIDS疫苗才能真正实现广谱保护.也才具有实用价值。大量前人的研究结果提示我们：有效的AIDS疫苗须要能够同时活化具有保护效果的抗体反应和T细胞免疫反应。在系统回顾以往研究结果的基础上叫本实验室系统设计并有序实施了一套针对国内主要HIV-1流行亚型的疫苗研究方案。1总体设计方案尽管抗体反应和T细胞反应在抗HIV感染过程中均可发挥重要作用，但二者在发挥作用的时相上有显著区

6、别：预先存在的特异性抗体可以即时识别所遇到的病原体，发挥类似于“御敌于国门之外”的防御作用；而活化的T细胞则须要在病原体侵入机体细胞之后，方能发挥作用，可以通过清除被感|基金项11国家.卜二E科技垢项(2OI2ZX1OOO1-006.2013ZX-I(XX)1(X)2);I.海巾自然科学基金(1IZR1430600);I.海市卫生局新百人汁划(XHR2011042)|作冶位|201508.I.海市公共IJ.生临床中心(万延K);20i5()8.I.海市公共“生临床中心岌H大学生物佚学研究院夏H大学医学分耕卷学柬点实较宰(徐建样)通ifi作？Jj徐建青.E-niail:jiaii(iiiigxu

7、2008gtnail.roI抗原、rat-Rev-lntegrase-Vif-Nef融合抗原、膜抗原Gpl40或Gpl45的重组DNA疫苗和重组天坛株痘病毒疫苗。以上疫苗在小鼠模型上均显示出良好的免疫原性a/,为了进一步提高HIV-1包膜抗原Gpl40和Gpl45的免疫原性，我们对B7C重组亚型和AE重组亚型HIV-I包膜蛋白进行了N-糖基化位点删除研究.研究结果显示：糖基化位点去除有助于改善包膜抗原所激发的T细胞同或中和抗体反应3DNA疫苗佐剂与递送载体研究在第一部分的疫苗构建和免疫原性测试过程中，我fl发现表达TatRevIntegrase-Vif-Nef融合抗原的DNA疫苗免疫原性比较弱

8、。我们认为导致这一结果的原因有二个:其一.DNA疫苗形式的免疫原性不强；其二.Tat和Rev等调节蛋白本身的免疫原性较弱。为了改善这些不足，我们从提高DNA疫苗体内转染炊率和寻找新的基因佐剂二方面寻求突破。首先,我们与天津大学黄岸杰教授实验室合作开发了一种人工合成的纳米级阳离子聚合物一一聚甲基丙烯酸N,N-二甲氧基乙酯（PDMAEMA）,体外实验显示:PDMAEMA能显著提高DNA疫苗进入细胞的能力，但其细胞毒性比较明显。为了降低其细胞毒性以及进一步提高DNA疫苗递送效率.我们对PDMAEMA进行了聚乙二醇（PEG）化处理，体外实验显示：PEG-PDMAEMA具有良好的转染效率，其细胞毒性较P

9、DMAEMA也有明显降低。小鼠实验发现:PEG-PDMAEMA可以显著提高HIV-1GagDNA疫苗所活化的T细胞反应水平和抗体滴度（图2）叫其次，我们探索了利用霍乱毒素A亚单位（CTA）或B亚单位（CTB）作为DNA疫苗佐剂的可行性。初期实验结果显示:将CTA或CTB蛋白与DNA疫苗混合不能提高DNA疫苗免疫原性；而将cta/ctb基因与目标抗原基因敝合表达则可以显著提高DNA疫苗所活化的T细胞免疫反应强度（图3）（论文正在投稿中）。4活化针对HIV-1保守区免疫反应和黏膜免疫反应的策略研究以往研究表明.与针对非保守区的T细胞反应/-IHIUIIII1图2PDMAEMA可显著提高DNA疫苗的

10、免疫原性A.显为提高DNA疫苗激发T细胞反应的水;B.显*提高DNA疫苗激发的抗体滴度;SF（3斑点形成细胞数：Mo0.05；/kO.OIFigure3Fusion-expressedCTAandCTBcansignificantlyenhancetheTcellresponseselicitedbyDNAvaccine相比，针对保守区的T细胞反应能够更好地遏制病毒复制皿,并且具有更好的广谱抗H1V-1作用。此外，我们也认识到，黏膜感染是HIV-1的重要传播途径，因此，在疫苗设计过程中也必须考虑如何有效活化黏膜部位（特别是生殖道黏膜和直肠黏膜）的保护性免疫反应叫。4.1以活化针对保守区免疫反应

11、为目标的序贯免疫策略所谓“序贯”指的是：在连续多次免疫接种过程中，每次免疫所用的疫苗包含有不同形式或病毒亚型来源的HIV免疫原，如图4所示，该策略的基本原理为：B疫苗第1次接种可以较均衡地活化针对疫苗所包含的R、X和Y表位的免疫反应；利用含有V、X和Y中和表位的A疫苗进行第2次接种后,将优先活化针对B疫苗与A疫苗的共同图4序贯免疫策略的基本原理在疫苗免疫过程中,依次按顺序使用不同的疫苗（E、B、C）可以有效活化针对保守表位的免疫反应,削弱针对非保守表位的免疫反应Figure4RationaleofsequentialimmunizationB7C亚型B亚型B7C亚型B亚型(8)*星aB7C亚型

12、B亚型0sv!45+rTTVI4O1.01Bv.45+rmi4L*|HiJ表位X和Y的免疫反应；利用含有V、X和Z中和表位的C疫苗进行第3次接种后，将优先活化针对B疫苗、A疫苗与C疫苗的共同表位X的免疫反应，其次为针对2个疫苗共有表位Y和V的免疫反应。小鼠实验数据表明，序贯免疫策略可以有效活化针对保守区的T细胞反应叫和抗体反应（图5）。为了进一步验证序贯免疫策略的有效性，我们目前正在进行一组灵长类动物实验，初期结果显示：在灵长类动物体内，序贯免疫策略同样可以活化针对保守表位的T细胞反应（数据未发表）。B7C亚型B亚型图5序贯免疫策略可改善抗HIV-1广谱中和抗体水平豚鼠免疫结束

13、后6周进行中和抗体检测，所有免疫蛆均有一定的中和效果，所有实蛔半数豚鼠均可中和H1V-1所有分离株;序贯免疫组中和活性更好，每组约有3/4的豚鼠可中和全部临床分离株Figure5Sequentialimmunizationcanimprovethetitersofanti-HIV-1broadneutralizingantibodies4.2以活化黏膜免疫反应为目标的免疫策略和佐剂研究传统的系统性疫苗接种方式（如肌内注射）往往不能很好地活化黏膜局部免疫反应。因而，本实验室在以往研究中探索了通过系统初免-黏膜加强或者黏膜初免-系统加强的方式来同时活化黏膜和系统免疫反应。研究结果表明：DNA疫苗滴

14、鼻初免-重组痘病毒疫苗肌内注射加强可以有效活化系统和黏膜部位（包括呼吸道黏膜和生殖道黏膜）的特异性免疫反应叫；同理，采用重蛆痘病毒疫苗滴鼻初免-DNA疫苗肌内注射加强同样可以有效地同时活化系统和黏膜部位的免疫反应质。此外，我们也发现：通过与目标抗原融合表达，CTB可以进一步增强DNA疫苗滴鼻初免-重组痘病毒疫苗肌内注射加强策略所活化的特异性T细胞反应强度（数据未发表）。5疫苗评价技术平台为了客观准确地对疫苗进行评价，我们在疫苗研发的同时也建立了相应的免疫评价技术平台，主要包括：酶联免疫斑点检测技术、多色流式检测技术、抗H1V-1包膜蛋白的ADCC效应检测、抗HIV-1广谱中和抗体检测以及重组痘

15、病毒滴定检测。通过与中国食品药品检定研究院合作，我们完成了对广谱中和抗体检测四和重组痘病毒滴定检测的标准化。6结语AIDS疫苗研究是全世界共同面临的重大科学挑战。2009年，美国和泰国科学家联合完成的一项ID期临床试验（RV144）提示：以预防感染为目标的AIDS疫苗是可以实现的吵2%这一研究结果极大地鼓舞了AIDS疫苗研究团体的信心，但同时也提出了一些新的科学问题，例如：究竟何种免疫学因素是疫苗发挥保护效果的关键？与以往单一强调T细胞或者抗体反应的疫苗设计方案不同，我们的研究方案平衡考虑了细胞免疫与体液免疫在抗感染过程中的作用特点，以期通过二者的协同作用达到抗HIV-1感染的目的。在国家传染

16、病重大专项课建的支持下，上述研究计划有幸得以实施，我们也将竭力把握这一难得机遇，在探讨解决制约疫苗研究的基础免疫学问题的同时，积极推动上述疫苗方案向临床应用转化。【参考文献】WanYM.WangYC,XuJQ.HIV/AIDSvaccinedevelopment:arewewalkingoutfromthedark?tJj.ChinMedJ(Engl),2010.123(23):3489-3494.1 万延民，任艳琴，王崎，等.HIV-1B7C、A/E重组亚型pol基因DNA(下转第258页)viralhepatitis:antigens,antibodiesandviralgenomes!.

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