人免疫缺陷病毒1型廣譜中和抗體研究進(jìn)展

范燕峰，趙　娟(綜述)，尚建中(審校)

(焦作市第三人民醫(yī)院感染科，河南 焦作454172)

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人免疫缺陷病毒1型廣譜中和抗體研究進(jìn)展

范燕峰※，趙娟(綜述)，尚建中(審校)

(焦作市第三人民醫(yī)院感染科，河南 焦作454172)

摘要：人類(lèi)免疫缺陷病毒1型(HIV-1)是獲得性免疫缺陷綜合征的主要致病因素。目前為止依然缺乏能快速誘導(dǎo)出HIV特異性廣譜中和抗體的有效疫苗。一旦HIV-1潛伏在細(xì)胞內(nèi)，則很難被徹底消除，如何活化潛伏感染的細(xì)胞進(jìn)而進(jìn)行藥物治療是擺在全世界科學(xué)家面前的又一難題。而用藥物控制HIV-1傳播策略的貫徹落實(shí)也遇到了諸如經(jīng)濟(jì)、政策和社會(huì)等各方面的困難。因此，新的預(yù)防策略的研究迫在眉睫。

關(guān)鍵詞：人類(lèi)免疫缺陷病毒；入胞抑制劑；疫苗；廣譜中和抗體

人類(lèi)免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)的生命周期可以被簡(jiǎn)單在分成兩個(gè)部分：入胞階段和入胞后階段。臨床廣泛使用的高效抗反轉(zhuǎn)錄病毒療法是針對(duì)入胞后階段抗病毒藥物[1]。該療法盡管能有效抑制病毒在體內(nèi)的復(fù)制，但是不能徹底清除體內(nèi)的病毒，而且耐藥性毒株也越來(lái)越多[2]。因此，針對(duì)病毒入胞階段開(kāi)發(fā)阻斷和治療HIV-1感染的策略尤為重要。HIV-1進(jìn)入敏感細(xì)胞的過(guò)程為：HIV-1包膜糖蛋白120(gp120)與靶細(xì)胞表面CD4分子結(jié)合，引起構(gòu)象發(fā)生變化，并與其共受體結(jié)合，使病毒核心進(jìn)入細(xì)胞[3]。近年來(lái)HIV-1廣譜中和抗體(broadly neutralizing antibodies，bnAbs)的鑒定取得重大突破，分離出大量針對(duì)病毒包膜蛋白、CD4受體以及輔助受體的bnAbs?；谶@些bnAbs進(jìn)行的被動(dòng)免疫療法在亞臨床和臨床試驗(yàn)中取得了顯著的保護(hù)效果?，F(xiàn)對(duì)靶向HIV-1入胞階段的中和抗體的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1識(shí)別CD4結(jié)合位點(diǎn)的bnAbs

b12是在1992年通過(guò)噬菌體展示技術(shù)從長(zhǎng)期無(wú)進(jìn)展感染者體內(nèi)篩選出來(lái)的一個(gè)靶向gp120的CD4結(jié)合位點(diǎn)，具有廣譜中和作用的重組單克隆抗體[4]。在人源化小鼠和恒河猴陰道攻毒實(shí)驗(yàn)中，被動(dòng)給予b12能很好地抑制HIV-1的感染。然而，該中和抗體在體外能誘導(dǎo)出耐受性HIV-1毒株，而且在HIV-1感染者體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了該中和抗體的耐受性毒株[5]。

類(lèi)似VRC01的bnAbs，包括VRC01~03和VRCPG04，是一類(lèi)新型CD4結(jié)合位點(diǎn)特異性人源單克隆抗體，此類(lèi)抗體具有非常強(qiáng)的中和HIV-1的活性[6]。這些中和抗體是從那些血清具有很強(qiáng)中和活性的HIV-1感染者體內(nèi)的抗原特異性B細(xì)胞中克隆出來(lái)的。VRC01是這類(lèi)抗體的代表，體外能中和90%以上的HIV-1分離株。VRC01-gp120晶體結(jié)構(gòu)表明，通過(guò)部分模擬CD4受體，VRC01直接與gp120的CD4結(jié)合位點(diǎn)相互識(shí)別。通過(guò)進(jìn)一步的序列分析和晶體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，所有類(lèi)似VRC01的中和抗體通過(guò)相似的模式與gp120的CD4結(jié)合位點(diǎn)相互作用[7]。早期的研究發(fā)現(xiàn)VRC01與人類(lèi)抗原幾乎沒(méi)有交叉反應(yīng)，所以基于該抗體的被動(dòng)過(guò)繼免疫療法具有較高的潛在應(yīng)用價(jià)值。而通過(guò)人源化小鼠攻毒實(shí)驗(yàn)證實(shí)，注射b12和VRC01的質(zhì)粒可以保護(hù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物免受HIV-1的感染[8]。

2識(shí)別gp41近膜外測(cè)區(qū)的bnAbs

2F5和4E10是兩種從HIV-1感染者體內(nèi)分離出的針對(duì)HIV-1 gp41近膜外側(cè)區(qū)膜融合抑制性bnAbs。體外研究表明，2F5能抑制HIV-1感染樹(shù)突狀細(xì)胞以及該細(xì)胞所介導(dǎo)的HIV-1向T細(xì)胞的傳遞;被動(dòng)給予2F5能延緩靜脈攻毒的黑猩猩發(fā)生血清轉(zhuǎn)換;基于2F5的Ⅰ期和Ⅱ期臨床研究已經(jīng)完成并順利通過(guò)[9]。4E10所識(shí)別線(xiàn)性表位(NWFDIT)位于2F5表位(ELDKWA)的羧基端。體外研究表明，2F5和4E10具有協(xié)同中和作用,在恒河猴直腸攻毒實(shí)驗(yàn)中，被動(dòng)過(guò)繼2F5和4E10能有效阻斷HIV與猴免疫缺陷病毒嵌合病毒SHIV的感染[10]。HIV感染者被動(dòng)給予2F5和4E10能延緩病毒反跳的時(shí)間。由于2F5和4E10具有磷脂結(jié)合特性，所以在進(jìn)入臨床應(yīng)用前兩者是否會(huì)誘發(fā)自身免疫的問(wèn)題仍需要深入研究[11]。

此外，最近報(bào)道了一個(gè)識(shí)別HIV-1 gp41 近膜外側(cè)區(qū)區(qū)域的中和抗體，其被命名為10E8，試驗(yàn)中可以中和98%的HIV-1毒株[12]。與2F5和4E10相比，10E8不識(shí)別細(xì)胞膜磷脂成分，不引起自身免疫。10E8與近膜外側(cè)區(qū)結(jié)合后的復(fù)合物結(jié)構(gòu)表明，gp41緊靠細(xì)胞膜有一個(gè)高度保守強(qiáng)免疫原性的疏水區(qū)。通過(guò)檢測(cè)HIV-1突變株發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域?qū)χ泻涂贵w的中和作用至關(guān)重要，然而目前還不能確定能否在體外誘導(dǎo)出特異性識(shí)別該區(qū)域的bnAbs。

3識(shí)別CD4分子的bnAbs

Ibalizumab(5A8, TNX-355, TMB-355)是識(shí)別CD4受體第二個(gè)結(jié)構(gòu)域的人源化單克隆抗體。該抗體并不影響HIV-1與CD4的結(jié)合，而是通過(guò)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制的方式阻止gp120與CD4結(jié)合后的構(gòu)象變化而抑制病毒進(jìn)入易感細(xì)胞。體外研究證實(shí)，Ibalizumab與T-20具有協(xié)同抗病毒活性[13]。在恒河猴攻毒實(shí)驗(yàn)中，被動(dòng)給予Ibalizumab盡管能在短時(shí)間內(nèi)抑制病毒復(fù)制，但同時(shí)能檢測(cè)到機(jī)體抗Ibalizumab反應(yīng)以及耐藥毒株的出現(xiàn)。在臨床Ⅰ期研究中，22例HIV-Ⅰ感染者通過(guò)靜脈給予Ibalizumab，其中20例感染者血漿病毒載量顯著下降[14]。

4識(shí)別CCR5分子的bnAbs

PRO-140(PA14)是鼠來(lái)源的抗CCR5的人源化單克隆抗體，低濃度的該抗體即可有效中和A、B、C、E、F等亞型的HIV-1，且不影響趨化因子與CCR5的相互作用。PRO-140所識(shí)別的表位是跨CCR5 N端、胞外第一和胞外第二環(huán)的構(gòu)象表位。PRO-140與CCR5小分子抑制劑Maraviroc、Vicriviroc 或TAK-779聯(lián)合使用具有協(xié)同效應(yīng)，而與反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑聯(lián)合使用只有相加效應(yīng)。Ⅰ期臨床實(shí)驗(yàn)表明，PRO-140能顯著降低HIV-1感染者血漿病毒載量[15]。進(jìn)一步的Ⅱ期臨床研究表明每周或隔周一次皮下給予PRO-140即可顯著降低血漿病毒載量[16]。

5識(shí)別糖鏈的bnAbs

2G12于1994年從HIV-1感染者體內(nèi)分離出的具有跨亞型中和作用的單克隆抗體，識(shí)別gp120表面一處N連接高甘露糖的聚糖簇。研究表明，低劑量的2G12即能有效保護(hù)恒河猴免受嵌合病毒SHIV的感染[17]。此外，2G12在人體內(nèi)具有較長(zhǎng)的半衰期，與2F5和4E10相比可以有效抑制病毒復(fù)制。PG9和PG16是2009年從HIV-1 A亞型感染者體內(nèi)分離出來(lái)的單克隆抗體，該患者血清具有廣譜高效的HIV-1中和活性，而這兩種抗體能中和70%~80%的HIV-1全球流行分離株[18]。與b12和2G12相比，PG9與PG16對(duì)非B亞型HIV-1具有更強(qiáng)的中和作用，識(shí)別成熟的病毒刺突而非gp120單體。兩者都具有很長(zhǎng)的重鏈CDR3區(qū)域，深入到gp120可變區(qū)上面的N聯(lián)聚糖下面，形成特征性的“錘頭”狀結(jié)構(gòu)域[19]。這種結(jié)構(gòu)是針對(duì)gp120高糖基化V1V2區(qū)域中和抗體的公有特征，是抗體與HIV-1特異性結(jié)合與中和作用的基礎(chǔ)。

使用分離PG9和PG16的技術(shù)，從HIV-1感染者體內(nèi)分離出了一組PGT類(lèi)單克隆bnAbs[20]。部分PGT類(lèi)bnAbs活性是PG9、PG16與VRC01的10倍以上。在<0.1 mg/L的濃度下，PGT類(lèi)bnAbs可以中和27%~50%的毒株。因此，這些抗體可能在低血清濃度下保護(hù)易感染群。這類(lèi)抗體中廣譜性最強(qiáng)的PGT128識(shí)別gp120分子可變區(qū)3區(qū)保守氨基酸位點(diǎn)以及2個(gè)糖鏈[21]。

6結(jié)語(yǔ)

預(yù)防HIV-1的最終解決方案依賴(lài)于發(fā)展一種有效的疫苗。經(jīng)過(guò)多年的努力，HIV疫苗開(kāi)發(fā)依然還有許多問(wèn)題沒(méi)有解決，目前還沒(méi)有一種疫苗可以應(yīng)用于臨床。在這樣的情況下，尋找HIV的bnAbs，通過(guò)被動(dòng)免疫的方式接種于人體，用于預(yù)防HIV的傳播，是一個(gè)務(wù)實(shí)可行的疫苗替代策略。除此之外，還應(yīng)該積極探索針對(duì)HIV傳播的其他非疫苗阻斷策略，如合成肽和小分子抑制劑等。

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Research Progress on HIV-1 Broadly Neutralizing AntibodiesFANYan-feng,ZHAOJuan,SHANGJian-zhong. (DepartmentofInfection,JiaozuoThirdPeople′sHospital,Jiaozuo454172,China)

Abstract:Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is the major pathogenic factor of acquired immunodeficiency disease(AIDS).So far,there still has no effective vaccine developed that can rapidly induce broadly neutralizing antibodies.How to activate latently infected cells and then apply drug treatment is another problem faced by scientists around the world,because once the latent HIV-1 is in the cell,it is difficult to be completely eliminated.Besides,the implementation of the strategy of controlling HIV-1 infection by anti-HIV drugs has encountered economic,policy,social and other difficulties.Therefore,researches on new prevention strategies are at urgent needs.

Key words:Human immunodeficiency virus; Entry inhibitor; Vaccine; Broadly neutralizing antibody

收稿日期：2013-10-28修回日期：2014-11-10編輯：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.018

中圖分類(lèi)號(hào):R183.9; R373.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-2084(2015)09-1584-03