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科學家們到底能否開發出潛在有效的HIV疫苗?

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摘要:一旦接種,終生免疫,這是成千上萬名從事HIV研究的科學家們的研究目標,HIV能夠阻止機體的免疫系統以及疫苗發揮作用,然而HIV在躲避機體免疫系統的成功或許就能夠幫助研究者進行疫苗研究來開發出治療多種疾病的療法,比如流感、丙肝、蚊傳播的瘧疾、登革熱和西尼羅病毒感染等。

科學家們到底能否開發出潛在有效的HIV疫苗?

2016年12月19日 訊 /生物谷BIOON/ --一旦接種,終生免疫,這是成千上萬名從事HIV研究的科學家們的研究目標,HIV能夠阻止機體的免疫系統以及疫苗發揮作用,然而HIV在躲避機體免疫系統的成功或許就能夠幫助研究者進行疫苗研究來開發出治療多種疾病的療法,比如流感、丙肝、蚊傳播的瘧疾、登革熱和西尼羅病毒感染等。

那么HIV到底是以什么方式來保護自身免于免疫系統的攻擊呢?而這種方式又是如何幫助研究者開發抵御其它感染性病原體的新型疫苗呢?

科學家們到底能否開發出潛在有效的HIV疫苗?

HIV可以躲開免疫系統

HIV有著一系列詭計能夠躲避機體免疫系統的攻擊作用,在機體應對感染的免疫反應期間,抗體能夠鎖定病毒表面的靶點來使得這種傳染性的威脅失活;為了避免遇到這種情況,HIV就會改變自身的形狀以便隱藏能被抗體識別并靶向作用的靶點,這樣一來抗體即便對病毒表面進行掃面,也并不會鎖定病毒靶點。

同樣,HIV還能夠適應并且模擬機體的其它蛋白,這對于免疫系統鑒別并且攻擊外來病原體至關重要,但這并不會靶向作用且損傷機體的正常細胞,因此當HIV改變自身結構來模仿機體其它正常部分時,免疫系統就會上當受騙。

由于HIV會采用多種方法來躲避免疫系統的靶向殺滅作用,因此如今HIV依然是影響全球人群健康的重大公共衛生負擔,僅2015年就有180萬兒童感染HIV,而且有110萬人死于和HIV相關的疾病。

科學家們到底能否開發出潛在有效的HIV疫苗?

能夠打敗HIV的新一代疫苗

“精英控制者”(elite controllers)是一些感染了HIV的人在不用藥物的情況下還能保證機體不發病的人群,患者機體的免疫系統通常能夠有效地控制病毒的發展;當研究者深入剖析機體免疫系統時,他們在這些精英控制者機體中發現了非常罕見的抗體,這些抗體能夠結合許多不同“版本”的病毒,相比正常抗體而言,這些抗體機具粘性和潛力,起能夠“緊緊抓住”病毒的其它部位對病毒實施控制,因此這些病人機體的免疫系統能夠更好地抑制病毒快速復制以及對機體的損傷作用。

目前研究者關注的焦點就是開發新一代抵御HIV的疫苗,即教會免疫系統如何制造和“精英控制者”機體中相似的罕見抗體;標準的疫苗注射包括向個體機體注射無活性的全毒株或部分病原體來刺激機體產生免疫力;對于HIV而言,研究者首先需要鑒別出特殊的抗體,能夠抑制病毒發生改變;隨后研究者將會設計出一種疫苗策略來促進機體免疫反應產生特殊的抗體,這就包括利用不同版本的疫苗來進行多次注射從而指導免疫反應的進行。

盡管這項策略或許會很難在全球范圍內實現,但研究者在開發抵御病毒入侵技術上的努力或許也是人類抵御疾病的一項巨大進展。

科學家們到底能否開發出潛在有效的HIV疫苗?

應對其它狡猾病原體的好消息

促進機體產生特殊抗體的疫苗往往能夠幫助應對其它非常棘手的感染,比如流感病毒,其經常會以不同的結構再度出現來躲避機體在此前感染中已經形成的免疫力;而瘧原蟲在感染期間也會產生成百上千個靶點,其能夠混入到免疫系統中,從而使得機體很難重點關注靶向清除感染的抗體的產生,登革熱病毒也能夠控制機體免疫系統來為錯誤的靶點產生抗體,當然同時還會誘發潛在致命的結果。

如今研究者們花費了大量精力來尋找能夠克服流感、瘧疾、登革熱以及丙肝病毒感染的新型抗體技術,為了實現該目標,研究者對成千上萬個單一免疫細胞進行篩查來尋找最具潛力的抗體來同時促進多個突變的病原體失去活性,當然研究者也取得了一定進展,近來就有研究人員鑒別出了一種特殊抗體,起能夠保護機體抵御四種不同版本的登革熱病毒的感染。

科學家們到底能否開發出潛在有效的HIV疫苗?

障礙是什么?

目前利用這些抗體有兩種主要選擇,其一就是直接將抗體注射到已經感染一種病原體的患者機體中,另一種則是首先利用疫苗抑制機體感染,或許未來某一天就能夠徹底根除疾病。

當然目前在疫苗開發上仍然存在很多困難,在HIV感染期間,最佳的抗體常常需要花費長達一年時間才能夠發揮作用效力,而機體對瘧疾的獲得性免疫則需要多重感染以及很多年才能夠獲得,這往往會讓很多年輕人處于死亡的風險之中,當然研究者也并不清楚是否他們設計的疫苗能夠加速患者的治療過程。

當然機體的免疫力依舊在持續工作,因為在感染損傷機體之前,免疫記憶細胞能夠非常快速且更好地抵御感染的發生;但不幸的是,HIV、瘧疾和丙肝通常都會消耗機體的免疫記憶細胞,研究者并不清楚是否一種針對HIV的疫苗能夠有效制造出更加有效的免疫記憶細胞,或者是否被消耗殆盡的記憶細胞能夠阻斷疫苗有效發揮作用。

盡管存在很多問題,但在過去十年里科學家們取得的研究進展已經使得他們有可能開發出針對侵入性病原體的新型策略或療法。(生物谷Bioon.com)

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參考資料:

【1】Articles on HIV

【2】HIV/AIDS

【3】Bound for Glory

Science   DOI: 10.1126/science.341.6151.1168

【4】HIV Vaccine Design to Target Germline Precursors of Glycan-Dependent Broadly Neutralizing Antibodies.

Immunity      doi: 10.1016/j.immuni.2016.08.016

【5】Sequential Immunization Elicits Broadly Neutralizing Anti-HIV-1 Antibodies in Ig Knockin Mice.

Cell    doi: 10.1016/j.cell.2016.07.030

【6】Explainer: how viruses can fool the immune system

【7】Recognition determinants of broadly neutralizing human antibodies against dengue viruses.

Nature     doi: 10.1038/nature14130

【8】Antibody injections could be stepping stone to HIV vaccine

【9】How HIV’s evasion tactics could help fight the flu

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