HIV-1的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)超過(guò)30年,，那我們究竟離開(kāi)發(fā)一種疫苗可預(yù)防人類(lèi)感染,，并幫助遏制全球HIV-1流行的目標(biāo)還有多遠(yuǎn)？不幸的事實(shí)是,，還很遠(yuǎn),。即使在實(shí)驗(yàn)室工作臺(tái)上,，我們都還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出可誘導(dǎo)交叉反映性中和抗體――一種高水平保護(hù)性免疫的抗體類(lèi)型。誘導(dǎo)中和抗體,，這一目標(biāo)已被證明尤其難達(dá)到,，不過(guò)仍然是研究HIV-1疫苗的研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。疫苗難的一大主因是HIV結(jié)構(gòu)復(fù)雜的表面包膜糖蛋白（Env）介導(dǎo)HIV-1進(jìn)入宿主細(xì)胞,。最近一期的Science上有幾篇研究,，分別對(duì)HIV-1包膜的三聚體提出了新的見(jiàn)解，Env作為疫苗的潛在用途,，以及體液免疫系統(tǒng)如何產(chǎn)生有必要特征的抗體中和HIV-1,。

　　Env是由三個(gè)相同的被切割成一個(gè)表面組分（gp120）的前體糖蛋白分子（gp160）和膜組分（gp41）組成。gp41的非共價(jià)結(jié)合,，形成Env三聚體（也被稱(chēng)為病毒刺突）,。HIV-1包膜有顯著的抗原多樣性，并通過(guò)它的四級(jí)結(jié)構(gòu),，重糖基化隱藏關(guān)鍵的抗原決定基,。此外，抗體必須經(jīng)過(guò)廣泛的演變（體細(xì)胞突變）,，以獲得識(shí)別天然三聚體和阻斷HIV-1感染的能力,。

　　HIV-1發(fā)現(xiàn)后不久，病毒基因的gp160和gp120被克隆和編碼到病毒疫苗載體或表達(dá)載體,，做為重組蛋白疫苗,。然而，這些疫苗沒(méi)有引起廣譜反應(yīng)并中和抗體,，而且gp120的蛋白質(zhì)疫苗未能在人體藥效試驗(yàn)中防止HIV-1感染,。RV144疫苗使用了痘病毒素和增多的gp120，只表現(xiàn)出溫和的31％的防護(hù)感染效果,。

　　現(xiàn)在對(duì)為什么這些疫苗不理想,，以及如何解決該問(wèn)題都有了普遍的共識(shí)。一個(gè)關(guān)鍵的理念就是，許多單體的gp120分子的抗原表面基都被埋在三聚體包膜內(nèi),，因此通過(guò)gp120引起大多數(shù)抗體并不能結(jié)合功能性病毒刺突,。解決這個(gè)問(wèn)題的方法概念上很簡(jiǎn)單――表達(dá)天然的Env三聚體作為疫苗免疫原。但從技術(shù)上講,，這是一個(gè)挑戰(zhàn),。部分是因?yàn)間p120和gp41之間的非共價(jià)相互作用禁止了病毒包膜之外的三聚體穩(wěn)定性。

　　Sanders等人通過(guò)設(shè)計(jì)具體的含有二硫鍵的蛋白質(zhì),，將gp120和gp41一起"拿下",。這個(gè)蛋白統(tǒng)稱(chēng)BG505 SOSIP。BG505是用于制造蛋白質(zhì)的病毒株,，SOS指二硫鍵,，IP是SOSIP三聚體穩(wěn)定性所需的gp41的特定突變。研究人員使用BG505 SOSIP使家兔和猴子獲得免疫,。對(duì)于一個(gè)普通讀者來(lái)說(shuō),，他們的結(jié)果似乎令人失望：該疫苗引發(fā)針對(duì)自體病毒的中和抗體（匹配的疫苗），對(duì)異源病毒沒(méi)反應(yīng),。由于HIV-1具有遺傳多樣性的,，此三聚體肯定沒(méi)有解決HIV-1的疫苗問(wèn)題。關(guān)鍵的問(wèn)題是這些結(jié)果是否構(gòu)成產(chǎn)生更多的交叉反應(yīng)性應(yīng)答的第一布,。一些接下來(lái)計(jì)劃已經(jīng)在進(jìn)行中，包括發(fā)展替代的菌株和平臺(tái),，以產(chǎn)生附加的三聚體,，并進(jìn)一步穩(wěn)定三聚體，以潛在地提高其免疫原性,。在這方面,，Chen等人報(bào)告了在細(xì)胞表面產(chǎn)生近同源Env三聚體的穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的細(xì)胞系。有趣的是,，他們證明gp41的胞質(zhì)內(nèi)區(qū)改變后,，對(duì)三聚體構(gòu)象和抗原性出現(xiàn)不利影響。

　　雖然天然三聚體是HIV-1的疫苗的研究和發(fā)展的一個(gè)重要新工具,，另外一些問(wèn)題：比如高水平的體細(xì)胞突變,、某些情使況下，免疫球蛋白可變區(qū)基因的使用偏好,，在生產(chǎn)有效中和抗體時(shí),，需要解決?？贵w上的gp120的CD4結(jié)合位點(diǎn)是特別值得研究,，因?yàn)樗鼈兘Y(jié)合于病毒的功能上保守的區(qū)域。此類(lèi)抗體的一個(gè)主要類(lèi)別，稱(chēng)為VRC01類(lèi),，可以模仿細(xì)胞受體CD4與gp120的相互作用而中和HIV-1,。重要的是，VRC01類(lèi)抗體被發(fā)現(xiàn)存在于多個(gè)HIV-1感染捐獻(xiàn)者,。因此它似乎代表一個(gè)靶向HIV三聚體的可重復(fù)解決方案,。所有VRC01類(lèi)抗體具有兩個(gè)關(guān)鍵的免疫學(xué)特征：它們來(lái)自相同的重鏈可變基因的等位基因VH1-2*02，并且它們具有短（五個(gè)氨基酸）CDR3的輕鏈――避免與Env三聚體部分發(fā)生沖突的必要因素,。

　　要研究免疫系統(tǒng)如何將這種不尋常的短輕鏈與VH1-2*02衍生重鏈配對(duì),，Jardine等人和Dosenovic等人構(gòu)建出表達(dá)VRC01-類(lèi)抗體的全人重鏈轉(zhuǎn)基因小鼠。這些小鼠中產(chǎn)生抗體的B細(xì)胞優(yōu)先表達(dá)人VH1-2*02衍生的重鏈,，但重要的是,，輕鏈庫(kù)是完整的。Jardine等人構(gòu)建的老鼠表達(dá)近種系的VRC01抗體（即未突變的）重鏈,，然后讓小鼠免疫表達(dá)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的針對(duì)這種抗體的修飾蛋白gp120,。值得注意的是，少于0.1％的小鼠輕鏈具有能產(chǎn)生VRC01類(lèi)中和抗體所需的特性,。然而,，90％以上疫苗啟動(dòng)的能靶向CD4結(jié)合位點(diǎn)的B細(xì)胞都含有適當(dāng)?shù)奈灏被彷p鏈。他們建議如果用適當(dāng)?shù)目乖碳?，所需的能產(chǎn)生中和抗體的罕見(jiàn)免疫球蛋白基因重排就能被有效地制備,。重要的是，所產(chǎn)生的抗體無(wú)法中和HIV-1,，它們都是VRC01的前體抗體,，將可能需要進(jìn)一步的體細(xì)胞突變，以顯示有效的病毒中和能力,。

　　Dosenovic等構(gòu)建了表達(dá)被稱(chēng)為3BNC60的germline-reverted VRC01類(lèi)抗體的老鼠,，然后對(duì)這些老鼠用不同的gp120工程變體處理，引起免疫反應(yīng),。他們證明了實(shí)驗(yàn)老鼠體內(nèi)產(chǎn)生了3BNC60的抗體前體――雖然仍然沒(méi)有疫苗活性,。但是，在能夠表達(dá)3BNC60成熟抗體的重鏈分子的轉(zhuǎn)基因老鼠身上,，BG505 SOSIP三聚體引起免疫反應(yīng),，產(chǎn)生了相當(dāng)多的具有活性的血清VRC01類(lèi)抗體。那些抗原特異性的免疫B細(xì)胞被克隆出來(lái),，研究發(fā)現(xiàn)他們表達(dá)的有效抗體不僅包括3BNC60重鏈還有僅由5個(gè)氨基酸組成的CDR3輕鏈部分,。總而言之,，Jardine和Dosenovic等人的研究表明人類(lèi)免疫系統(tǒng)在發(fā)生抗原反應(yīng)時(shí)能夠產(chǎn)生由稀有輕鏈和適當(dāng)重鏈組成的有效抗體,。

　　以上4個(gè)研究如何促進(jìn)了有效HIV-1疫苗的研制呢？首先，他們說(shuō)明了現(xiàn)在我們可以利用真正的HIV三聚體蛋白引起免疫反應(yīng),，而且可以由此獲得能夠識(shí)別病毒穗并且中和病毒的潛在有效抗體,。關(guān)于三聚體蛋白的研究雖然僅僅是一個(gè)開(kāi)始，他們?yōu)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)更加有效的疫苗抗原提供了必要的思路,。這些研究也證明了對(duì)于HIV-1的Env免疫抗原的結(jié)構(gòu)和免疫識(shí)別機(jī)制的知識(shí)使我們可以修飾該抗原從而更加有高效地研究它與免疫B細(xì)胞的相互反應(yīng),。

　　根據(jù)我們對(duì)HIV-1被感染個(gè)體體內(nèi)產(chǎn)生廣譜中和抗體的情況的了解，成功的免疫接種很可能需要多種不同的免疫抗原和重復(fù)性人體實(shí)驗(yàn)才能實(shí)現(xiàn),。到底是特異性的Env蛋白的一部分克隆抗原,，還是完整的三聚體――或者兩者都是――可以用來(lái)誘導(dǎo)免疫B細(xì)胞還需要進(jìn)一步的免疫反應(yīng)實(shí)驗(yàn)才能確定。我們現(xiàn)在研發(fā)出了最新的免疫抗原,，獲得了如何產(chǎn)生有效抗體的免疫途徑的相關(guān)知識(shí),，還擁有用來(lái)仔細(xì)研究免疫B細(xì)胞反應(yīng)的相關(guān)技術(shù)?？梢灶A(yù)見(jiàn)我們終究將會(huì)進(jìn)入HIV-1免疫研究的新時(shí)代,。