關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
美國國立衛生研究院的科學家在 7 月 9 日出版的《科學》雜誌上發表的兩篇論文中，確定了長期以來人們一直在尋求但難以捉摸的廣譜中和 HIV 抗體。這些由免疫系統產生的蛋白質對於建立預防性疫苗至關重要，並且也可能在未來幾年或幾十年內開發出治療用途。
個體免疫系統的差異會顯著影響對感染的反應——HIV也不例外。結果通常可以顯示為鐘形曲線，其中一組人的疾病進展迅速，一個廣泛的中間部分的人進展典型，以及一小群“精英控制者”，他們的免疫系統在控制 HIV 病毒複製方面非常有效。
探索原因的努力主要集中在適應性免疫系統上，因為 CD4+ 和 CD8+ T 細胞已明確證明具有殺死感染 HIV 細胞的能力。但是，這種反應只會在一個人暴露於 HIV 後數天、數週甚至數月才會出現，並且病毒已整合到細胞 DNA 中，從而建立了終生感染。適應性免疫反應只能控制已建立的感染，而不能阻止感染在其發病時發生。
B 細胞是抵禦感染的第一道防線。它們在最初接觸病原體時發起攻擊，並且可以阻止感染的建立——HIV 也不例外。但是，由於許多原因，已經證明難以確定它們對中和這種致命病毒的貢獻。
HIV 傳播效率不高。暴露的人可能由於多種機械（屏障）和生物學原因而避免感染，例如病毒未能滲透到粘膜組織表面或樹突狀細胞難以抓住病毒以將其帶到淋巴結。因此，要最終確定可以預防初始感染的特定免疫反應的貢獻具有挑戰性。
多年來，已經清楚地表明，除了 CD4+ 和 CD8+ T 細胞之外，還有其他因素有助於控制至少一部分 HIV 感染者的病毒。
研究人員已經確定了幾種可以中和病毒的抗體。它們中的大多數與病毒上小的、通常很深的口袋微弱結合。在大多數情況下，一旦感染建立，快速突變的 HIV 就會對抗這些狹窄聚焦的抗體產生耐藥性，通常是透過在其外包膜上新增聚糖或糖類，從而遮蔽或阻止抗體進入結合位點。
所需的是一種與病毒表面位點牢固結合的抗體，並且不易被阻斷。同樣重要的是，結合位點在許多 HIV 毒株中高度保守。
美國國立衛生研究院疫苗研究中心 (VRC) 的研究人員決定研究那些能夠更好地控制 HIV 感染的人血液中的中和抗體。精英控制者不在此列，因為他們似乎透過其適應性免疫系統 T 細胞機制來控制 HIV。
研究人員使用複雜的逆向工程技術，鑑定了三種廣譜中和蛋白，他們將其標記為 VRC01、VRC02 和 VRC03。他們還分離了產生它們的 B 細胞。
前兩種抗體具有非常相似的化學結構，並與 HIV 表面上的 gp120 三聚體刺突蛋白結合。病毒使用三聚體與 CD4 受體連線，這是進入和感染宿主細胞的許多步驟中的第一步。抗體和 gp120 刺突蛋白的結合方式在某種程度上類似於刺突蛋白和 CD4 受體的結合方式。
因此，與其他抗體形成的鍵相比，VRC01 和 VRC02 的結合特別長而牢固。此外，gp120 刺突蛋白上的結合位點充分暴露，不太可能因在病毒包膜上新增糖類而被阻斷。
該團隊測試的 190 種不同 HIV 分離株中，這兩種抗體中和了 91%。VRC 研究團隊負責人之一約翰·馬斯科拉表示，這些分離株代表了全球存在的所有不同分支或 HIV 毒株。此外，這些抗體能夠中和所有有限數量的性傳播 HIV 變體——這是一個關鍵點，因為 80% 的新感染來自性活動。
VRC01 和 VRC02 自然產生，並由稱為 RSC3 記憶特異性 B 細胞的免疫系統極稀有成分產生。使用流式細胞術，美國國立衛生研究院團隊從他們篩選的 2500 萬個細胞中僅分離出 29 個此類細胞。此外，這些 B 細胞產生的蛋白質通常是不成熟的，並且蛋白質似乎必須經過一系列組合才能成為功能性的 VRC01 或 VRC02。
X 射線晶體學使研究人員“能夠將 [抗體的] 結合位點鑑定到原子水平的結構……它是 CD4 結合位點中特別不變的部分，它是暴露的”，馬斯科拉說。他稱這種知識為“設計新疫苗的藍圖。它使我們能夠嘗試設計一種蛋白質，該蛋白質模仿並將該特定位點呈現給免疫系統”，以刺激 B 細胞“大量生產抗體”。
馬斯科拉承認 VRC01 和 VRC02 抗體的複雜性質及其天然存在的低數量可能被證明是開發疫苗的障礙。要了解圍繞刺激抗體產生的所有問題以及為提供感染保護所必需的濃度還為時過早。
VRC 研究團隊已經設計了疫苗抗原，這些抗原已經在小型動物的臨床前研究中。如果這些被證明是成功的，這項工作可能會推進到猴子模型，儘管目前尚不完全清楚猴子如何控制猴版 HIV 而不會發展為晚期疾病。VRC01 和 VRC02 的鑑定也可能有助於增進對猴子疾病的更好理解。
馬斯科拉說，這些發現也可能導致開發出“治療性疫苗”或基於免疫的療法，幫助訓練 HIV 感染者的免疫系統，以便在不使用藥物的情況下更好地控制病毒。
大規模生產這些抗體以進行被動給藥作為當前用於治療 HIV 的小分子藥物的輔助或替代品可能是可行的。如果生產成本能夠充分降低，它們可能在區域性殺微生物劑中發揮作用，作為預防 HIV 暴露的手段。
編者注（2010 年 7 月 9 日）：本文在釋出後進行了編輯，以糾正將 B 細胞及其產生的抗體識別為先天免疫系統一部分的說法.