據聯合國艾滋病規劃署稱，全球約有3500萬人死於由艾滋病病毒(HIV)感染引起的免疫缺陷綜合症。目前約有3800萬人感染了艾滋病毒。抗病毒藥物雖然可以使感染HIV的人存活下來，並降低他們將病毒傳染給他人的能力，但這些藥物不能清除感染，必須無限期服用。研究人員早就認識到，對未受感染的人來說需要一種較低成本的預防疫苗來消除作為主要公共衛生威脅的艾滋病毒。
好消息是，由斯克裡普斯研究中心(Scripps Research)和非營利性疫苗研究組織IAVI的科學家開發的一種實驗性艾滋病毒疫苗已經達到了一個重要的里程碑，它可以產生抗體，中和多種艾滋病毒毒株。
在兔子身上進行的試驗表明，這些“廣泛中和”抗體(bnAbs)至少針對病毒的兩個關鍵部位。研究人員普遍認為，如果要對這種不斷變化的病毒提供強有力的保護，疫苗必須誘導bnAbs進入艾滋病毒的多個位點。
該研究的資深作者理查德·懷亞特(Richard Wyatt)博士是斯克裡普斯研究所免疫學和微生物學系的教授，他說:“這是初步的概念驗證，但也是一個重要的進展，我們現在正在努力優化這種疫苗的設計。”
艾滋病毒的快速突變率和其逃避免疫攻擊的其他機制使它成為疫苗設計者極為困難的目標。但是，懷亞特和他的團隊進行的測試證實，疫苗接種可以誘發所需的抗體，從而提供廣泛的抗艾滋病毒保護。這些被疫苗專家稱為bnAbs的抗體可以中和多種HIV毒株，因為它們與病毒的關鍵位點相結合，而這些位點在不同毒株之間變化不大。感染HIV的人有時會產生bnAbs作為抗體反應的一部分，但這種情況很少見，通常是在感染很長時間以後。艾滋病毒疫苗設計者面臨的主要挑戰是找到刺激免疫系統的方法，使其產生能攻擊病毒多個易損位點的bnAbs，從而抵禦高比例的HIV毒株。
懷亞特及其同事設計的疫苗的核心是一種基於艾滋病毒“Env”蛋白的病毒模擬蛋白。正常情況下，多個灌木狀的Env蛋白拷貝散佈在每個球形HIV顆粒的表面。每種Env蛋白都包含一種分子機制，使其能夠與免疫細胞上稱為CD4的受體結合，並利用該受體作為進入細胞的門戶。研究人員設計了Env的一個版本，該版本模擬真實的Env的基本結構，同時又足夠穩定，可以用作疫苗。為了以一種類似於真正的HIV病毒顆粒的方式來呈現它，他們創造了病毒大小的脂肪相關分子的合成球體，即“脂質體”，這些脂質體佈滿經過設計的Env蛋白質。
在一種天然的HIV環境蛋白上，聚糖(與糖相關的分子叢)通常幫助保護所有重要的CD4結合位點免受免疫攻擊。作為一種初始的“啟動”免疫，研究人員使用了Env模擬蛋白，其中CD4結合位點周圍的這個聚糖屏障被部分移除。
懷亞特說:“我們的想法是更好地暴露這個部位，從而在一開始就激發廣泛的抗體反應。”
隨後48周的增強免疫使用帶有修復的聚糖的Env蛋白，來選擇針對CD4結合位點，又能通過聚糖這個屏障的抗體。增強免疫注射中的Env蛋白也基於不同的艾滋病毒毒株混合在一起，以促進對Env結構的抗體應答，而這些結構在這些毒株之間沒有變化。
研究小組按照他們的疫苗接種策略為12只兔子接種了疫苗，並將結果與只接受單一的、聚糖屏蔽版Env的對照組進行了比較。他們發現他們的疫苗策略有一個更好的反應，5只兔子產生抗體，可以中和多個HIV分離物。
研究人員分析了反應最強烈的兔子的抗體，並確定了兩種不同類型的bnAbs。其中一種被他們稱為E70的抗體以一種不同尋常的方式阻斷了CD4結合位點，部分方式是抓住其中一個屏蔽聚糖。另一個是1C2，它擊中了Env上一個不同但眾所周知的易損點，即複雜蛋白質的兩個關鍵片段之間的接口。抗體1C2的結合顯然破壞了Env的穩定性，使其不再能夠介導HIV進入宿主細胞。這種抗體的中和寬度也不同尋常，在208個不同的艾滋病毒分離株中，有87%被阻斷。
懷亞特博士，這一發現是一個重要的證明，表明如果採用正確的方法接種艾滋病毒疫苗，可以實現將bnAbs誘導到病毒的多個位點的目標。這意味著人類離開發有效的HIV疫苗又近了一步。
目前，這組科學家正繼續在小動物模型上測試和改進他們的疫苗策略，並希望最終在猴子和人類身上進行測試。
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