诱导特异性T细胞免疫反应的HIV疫苗的研究进展.docx

1、【综述】中国图书分类号R512.91文献标识码A文章编号1004.5503(2008)09082003诱导特异性T细胞免疫反应的HIV疫苗的研究进展李进郭军【摘要】随着HIV特异性T淋巴细胞在控制体内HIV复制方面的作用被认可,HIV疫苗研究的重点越来越多地集中在诱导特异性T细胞免疫反应的HW疫苗上，这类疫苗可能通过诱导或增强体内针对H1V的特异性T细胞免疫反应，有效控制HIV在体内的复制。本文对近年来诱导特异性T细胞免疫反应的HIV疫苗在健康和感染机体中应用的研究进展作一综述。【关键词】艾滋病;人类免疫缺陷病毒;特异性T细胞免疫反应;HIV疫苗艾滋病即获得性免疫缺陷综合征(Aquiredim

2、munodeficiencysyndrom,AIDS)对人类的生命健康构成了极大威胁，据权威机构的最新估计，目前全球约有3320万人感染艾滋病毒，每天新增感染者约6800人,死亡约5700A，1o自20世纪80年代初发现AIDS并确定其病原为人类免疫缺陷病毒(Humanimmunodeficiencyvirus,HIV)以来，人们研制H1V疫苗的努力就从未停止过,但由于HIV基因的高度变异性及病毒结构上的特殊性，常规的以诱导中和抗体为机理的预防性疫苗在研制中受阻2】。2003年，重组gP120预防性HIV疫苗在经历了数年数千人参与的DI期临床观察后宣告失败口方,更使人们将目光转向了诱导特异性T

3、细胞免疫反应的HIV疫苗的研制。HIV感染初期，感染者体内病毒载量的下降总伴随着特异性CD8细胞数量高峰的出现，用抗CD8+细胞的单克隆抗体清除CD驴细胞，导致猴体内猴免疫缺陷病毒(Simianimmunodeficiencyvirus,SIV)复制失控，以及SIVgag基因的T细胞优势表位上单-氨基酸突变,使感染猴体内本来已经得到控制的病毒载量再度升高这些现象从不同侧面证实了特异性T细胞免疫反应是体内控制HIV复制的关键。利用疫苗诱导或增强体内针对HIV的特异性T细胞免疫反应，以此控制体内HIV的复制，具有重大研究价值。随着体内诱导HIV特异性T细胞免疫反应的技术手段日趋成熟及猴SIV感染模

4、型的建立，以诱导特异性T细胞免疫反应为机理的HIV疫苗的研究近几年进入了非常活跃的阶段，迄今已有30多个诱导特异性T细胞免疫反应的HIV疫苗进入临床观察,包括多肽疫苗、灭活病毒疫苗、DNA疫苗、活病毒载体疫苗及其联合应用等。本文就该类疫苗在健康和感染机体中的应用作一综述。作者单位:深圳市源兴生物医药科技有限公司(深圳518057).通讯作者:李进,E-mail：lijin1.诱导特异性T细胞免疫反应的HIV疫苗在健康机体中的应用诱导特异性T细胞免疫反应的HIV疫苗用于健康个体,在其体内诱导出针对病毒的特异性T细胞,虽然不能完全阻止感染的发生，但有可能增加感染建立的难度,降低感染的发生率;另外，

5、一旦感染发生，疫苗诱导的特异性CD8,细胞能在感染的初始阶段将体内的HIV载量控制在一个较低水平，使CD4+记忆细胞免受大量破坏,从而延缓病情进展;再者,感染初期对病毒进行控制,可能使感染者体内慢性感染期的病毒载量保持在较低水平，这意味着较低的传染性。Ellenberger等10报道，通过直肠内多次少量的方式,使经过HIV-1DNA疫苗初免、MVA疫苗加强免疫的试验猴及空白对照组猴暴露于SHIV,结果14只对照猴分别在114次暴露后被感染,建立感染需要的平均暴露次数为4.6次；16只免疫组猴中的9只在不超过6次暴露后被感染，1只在经过10次暴露后被感染，另外6只(37.5%)经过17次暴露仍不

6、能被感染，其中1只经过26次暴露后还保持健康。经计算，免疫组猴每次暴露后，被感染的可能性较对照组降低了64%OLetvin等n:用含SIV的gag、pol、nef基因和HIV的env基因的复制缺陷型腺病毒载体疫苗免疫猴体，再用SHIV攻击，虽然免疫组与对照组均被感染，但免疫组猴体内的病毒载量在高峰期和平台期均明显低于对照组，差别可达100倍;对照组猴体内的CD4细胞数量急剧下降，而免疫组猴体内的CD4细胞数量仍保持在较高水平。他们同时发现,env诱导的特异性细胞免疫反应在控制病毒载量和稳定CD4细胞数量方面发挥了很大的作用。SHIV是实验室构建出的一种嵌合病毒，含有HIV的包膜基因,SIV的骨

7、架基因，感染猴体后通常很快起发病，这些特征与HIV感染不符I，使其作为攻击病毒的价值受到质疑。有研究者用与H1V相似性更好的SIV作为攻击病毒，疫苗的保护效果大都不如在SHIV模型上观察到的显著，虽然疫苗仍能诱导出针对SIV的特异性CD8和CD4缅胞,但对免疫猴体内的SIV载量只在早期有短暂控制或控制不明显，也未见有明显的稳定免疫猴体内CD4,细胞数量的效果（,3J4o但是，另有试验显示,疫苗在病毒感染早期对感染者体内病毒即便只有短暂控制，也会对疾病进程产生良性影响。Letvin等报道，在用表达SIV基因的DNA疫苗初免，腺病毒载体疫苗加强免疫捞猴后，用SIV攻击，结果在攻击后的112d内，免

8、疫组猴体内病毒载量低于空白对照组，112d后，免疫组与对照组猴体内的病毒载量差异无显著意义,但这种感染早期对病毒的短期抑制，明显影响到了试验猴的存活率。当观察时间延长到攻击后的850d时,发现免疫组猴的存活率显著高于对照组。Mattapallil等顷用同样的疫苗免疫，并用同样的病毒进行攻击，发现免疫组猴体内高峰期SIV载量较空白对照组降低10倍,结果导致空白对照组猴体内50%80%的CD4记忆细胞被破坏，而免疫组猴体内的CD4记忆细胞只丧失了5%20%o由于H1V、SIV感染初期对CD”记忆细胞，尤其对黏膜组织中的CD4记忆细胞的破坏非常显著,7J8,此阶段对病毒载量进行控制有着重要的临床意义

9、。2004年底，美国国家过敏和感染疾病研究所、美国Merck公司及AIDS疫苗试验网络三方联合，将Merck公司的表达HIVgag、pol和nef基因的人5型复制缺陷型载体疫苗推进到了人体观察尻。这个被命名为STEP的人体观察计划募集了3000名HIV阴性的高危人群，在几个不同的地区进行。2007年9月，通过对1503名男性同性恋观察对象数据的阶段性分析发现,741名接种疫苗者中,24名感染了HIV,762名未接种疫苗的对照者中,21名被HIV感染，感染的发生率差异无显著意义，同时，被感染者体内HIV载量差异也无显著意义.STEP因此而终止。目前,该项观察的数据还在继续分析中。2.诱导特异性T

10、细胞免疫反应的HIV疫苗在感染机体中的应用高效抗逆转录病毒药物（Highlyactiveanti-retroviraltherapy,HAART）的应用，使HIV感染从不治之症转变成为可以控制的慢性疾病。但HAART也存在许多不足,由于不能清除病毒，HAART必须长期服用，导致了诸如耐药毒株产生以及毒副作用和经济负担加重等一系列问题，这种状况要求人们寻求新的解决方案。由于体内细胞免疫反应在抑制HIV复制中起着关键作用,利用诱导特异性T细胞反应的疫苗来加强体内针对HIV的特异性细胞免疫反应,使体内HIV的复制得到更有效控制，或许可以使患者阶段性停用HAART,或延迟对HAART的需要】。因此，以

11、诱导特异性T细胞免疫反应为机理的治疗性HIV疫苗成为众多研究人员的优先选择。目前，有关治疗性HIV疫苗的应用研究主要在经过HAART治疗、体内HIV病毒载量已得到完全控制的感染者中进行，通常是在HAART治疗的同时加用疫苗免疫,再分析性停药,通过评价疫苗对病毒反跳的频率、强度和病毒载量回归到平台期时的高度等因素的影响，以及疫苗免疫后体内各种免疫学指标与病毒控制的相关性来判定疫苗的效果21o通过动物实验已观察到治疗性疫苗对病毒载量的控制效果，如Fuller等22】用SIV感染猴体,2周后开始用抗病毒药物PMPA治疗直到第30周,此期间用含SIVgag.nef基因及多个CTL细胞表位的DNA疫苗连

12、续6次免疫猴体,观察对PMPA有反应的猴停药后的情况，结果停用抗病毒药物1年后,加用疫苗组的猴多数体内病毒载量仍能被控制在104以下,CD47细胞数保持稳定,而单用PMPA的对照组猴体内病毒载量仍明显高于疫苗免疫组,CD4细胞数下降非常显著。人体观察中,不同的研究者所得到的结果不同，如Jacobson等方用ALVACvCP1452（表达HIVgpl20、gp41和pol基因片段的金丝雀痘病毒载体疫苗）对接受HAART稳定治疗的慢性HIV感染者进行3轮免疫，再间歇性停用HAART,结果未发现ALVACvCP1452对体内的病毒有任何控制作用。但Levy等羽用HIV疫苗ALVAC-HIVvCP14

13、33（表达HIVgpl20.gp41.p55和来自nef、pol的CTL表位的金丝雀痘病毒载体疫苗）和Lipo-6T（含来自HIVgag.nef和pol的5个T细胞表位的脂多肽疫苗）联合免疫正在接受HAART治疗且病毒载量已得到控制的HIV慢性感染者，同时加用IL-2,结果免疫组患者体内的HIV特异性细胞免疫反应（包括CD4,和CD8细胞免疫反应）呈阳性的人数明显高于对照组。停用HAART3个月后，免疫组有RNA水平来看，免疫组也低于对照组。最近报道的RNA水平来看，免疫组也低于对照组。最近报道的isi约24%（8/33）的患者无需恢复HAART治疗,对照组无需恢复治疗的患者约占5%（2/37

14、）,两组间差异有显著意义。延长观察时间到100周【方,免疫组患者脱离HAART治疗的累计天数的中间值（177（1）大于对照组（89d）;免疫组患者脱离HAART治疗的时间比例为42.8%,而对照组为26.5%;从各患者第2次、第3次中断HAART治疗后4周时的HIV其他治疗性疫苗,人体观察的结果也提示，疫苗可以提升HIV感染者体内特异性CD4LCD8+细胞的强度和广度，但对病毒的控制效果尚需进一步证实5”现有的研究结果提示，治疗性疫苗可在一定程度上控制感染者体内的HIV复制，但离人们期待的治疗效果尚有差距。目前，许多不同的治疗性疫苗的临床研究仍在进行中。3.结语诱导特异性T细胞免疫反应的疫苗在

15、健康人体的应用价值因STEP的失败而受到质疑，但对于一个不诱导中和抗体的疫苗，未能降低HIV感染的发生率应在意料之中，至于对被感染的个体体内病毒载量的影响如何，有待更详细的分析结果公布后才能判定。这类疫苗用于人群，理想的效果应该是延缓HIV感染者的病情进展及降低被感染者的传染性,这些都需要足够长时间的动态观察才能做出判断，现在完全否定诱导特异性细胞免疫的疫苗在健康人体的应用价值还为时过早。诱导特异性T细胞免疫反应的疫苗用于HIV感染者的治疗，目前虽然还没有明确的临床效果，但已经积累了一些有利的数据，值得人们去进一步探索。与现有HAART以病毒复制的各个环节为靶点、直接抑制病毒复制的作用机理不同

16、，诱导特异性T细胞免疫反应的疫苗通过调动感染者体内的免疫力来抑制病毒，其作为治疗性疫苗的成功使用,有望弥补HAART的不足或加强HAART的治疗效果。参考文献1JointUnitedNationsProgrammeonHIV/AIDS(UNAIDS)andWorldHealthOrganization.AIDSepidemicupdate,December200712LetvinNL.ProgresstowardanHIVvaccine.AnnuRevMed,2005,56：213-23.3 FlynnNM,ForthalDN,HarroCD,elal.Placebo-controlledph

17、ase3trialofarecombinantglycoprotein120vaccinetopreventHIV-1infection.JInfectDis,2005,191(5):654-665.4 PitisuttithumP,GilbertP,GurwithM,etal.Randomized,doubleblindplacebo-controlledefficacytrialofabivalentrecombinantglycoprotein120HIV-1vaccneamonginjectiondrugusersinBangkok,Thailand.JInfectDis,2006,1

18、94(12):1661-1671.5KoupRA,SafritJT,CaoY,etal.Temporalassociationofcellularimmuneresponseswiththeinitialcontrolofviremiainprimaryhumanimmunodeficiencyvirustype1syndrome.JVirol,1994,68(7):4650-4655.61BarouchDH,KunstmanJ,KurodaMJ,etaJ.EventualAIDSvaccinefailureinarhesusmonkeybyviralescapefromcytotoxicTl

19、ymphocytes.Nature,2002,415(6869):335-339.7SchmitzJE,KurodaMJ,SantraS,eLal.ControlofviremiainsimianimmunodeficiencyvirusinfectionbyCD8+lymphocytes.Science,1999,283(5403)：857-860.8McMichaelAJ.HIVvaccines.AnnuRevImmunol,2006,24:227-255.L9JJohnstonML,FauciAS.AnHIVvaccine-evolvingconcepts.NEnglJMed,2007,

20、356(20):2073-2081.10 EllenbergerD,OttenRA,LiB,etal.HIV-1DNA/MVAvaccinationreducestheperexposureprobabilityofinfectionduringrepeatedmucosalSHIVchallenges.Virology,2006,352(1):216-225.11 letvinNL,HuangY,ChakrabartiBK,etal.HeterologousenvelopeimmunogenscontributetoAIDSvaccineprotectioninrhesusmonkeys.J

21、Virol,2004,78(14):7490-7497.12 LetvinNL.ProgressandobstaclesinthedevelopmentofanAIDSvaccine.NatRevImmunol,2006,6(12):930-939.L13AllenTM,MortaraL,MothBR,etal.Tat-vaccinatedmacaquesdonotcontrolsimianimmunodeficiencyvirusSIVmac239replocation.JVirol,2002,76(8):4108-4112.14 HortonH,VogelTU,CarterDK,etal.

22、ImmunizationofrhesusmacaqueswithaDNAprime/modifiedvacciniavirusAnkaraboostregimeninducesbroadsimianimmunodeficiencyvirus(SIV)-specificT-cellresponsesandreducesinitialviralreplicationbutdoesnotpreventdiseaseprogressionfollowingchallengewithpathogenicSIVmac239.JVirol,2002,76(14):7187-7202.15 LetvinNI%

23、MascolaJR,SunY,etal.PreservedCD4+centralmemoryTcellsandsurvivalinvaccinatedSIV-challengedmonkeys.Science,2006,312(5779):1530-1533.16MattapallilJJ,DouekDC,Buckler-WhiteA,etal.VaccinationpreservesCD4memoryTcellsduringacutesimianimmunodeficiencyvimschallenge.JExpMed,2006,203(6):1533-1541.117Mattapallil

24、JJ,DouekDC,HillB,etal.MassiveinfectionandlossofmemoryCD4+TcellsinmultipletissuesduringacuteSIVinfection.Nature,2005,434(7037):1093-1097.18 MehandniS,PolesMA,Tenner-RaczK,etal.PrimaryHIV-1infectionisassociatedwithpreferentialdepletionofCD4*Tlymphocytesfromeffectorsitesinthegastrointestinaltract.JExpM

25、ed,2004,200(6):761-770.19 CohenJ.PromisingAIDSvaccine'sfailureleavesfieldreeling.Science,2007,318(5847):28-29.(.20WalkerBD,RosenbergS.ContainingHIVafterinfection.NatMed,2000,6(10):1094-1095.21DorrellL.TherapeuticimmunizationforthecontrolofHIV-1:wherearewenow.IntJSTDAIDS,2006,17(7):436-441.22 Ful

26、lerDH,RajakumarPA,WuMS,etal.DNAimmunizationincombinationwitheflectiveantiretroviraldrugtherapycontrolsviralreboundandpreventssimianAIDSaftertreatmentisdiscon-tinued.Virology,2006,348(1):200215.23 JacobsonJM,PatBucyR,SpritzlerJ,etal.Evidencethatintermittentstructuredtreatmentinterruption,butnotimmunizationwithALVAC-HIVvCP1452,promoteshostcontrolofHIVrepli-cati