為什麼很難製作艾滋病疫苗?

預防,根除感染所需的多種策略

艾滋病毒疫苗發展歷史經歷了無數挫折和失望,每一個明顯的“突破”都帶來了更多的挑戰和障礙需要克服。 通常情況下,如果研究人員採取一步措施,一個無法預料的障礙就會使他們回到一個甚至兩個步驟。

在某些方面,這是一個公平的評估,因為我們還沒有看到可行的候選疫苗。

另一方面,近年來,科學家實際上已經取得了巨大的進步,對艾滋病毒感染的複雜動態和身體對這種感染的反應有了更深入的了解。 如此激動人心的是,現在有人認為在未來15年內可能有疫苗(其中包括諾貝爾獎獲得者和艾滋病病毒攜帶者FrancoiseBarré-Sinoussi )。

這種疫苗是否能夠負擔得起,安全且易於管理並分發給全球人口還有待觀察。 但是我們確實知道的是,如果任何這樣的候選人會超越概念驗證階段,那麼需要解決一些關鍵障礙。

艾滋病防治疫苗工作的3種方法

從最根本的角度來看,開發HIV疫苗的努力受到病毒本身的遺傳多樣性的阻礙。 艾滋病病毒複制週期不僅很快(超過24小時),而且容易出現頻繁的錯誤,產生突變的自身複製物,隨著病毒傳播,人與人之間重新組合成新的毒株

當傳統疫苗只能保護免受有限數量的病毒毒株時,開發一種能夠根除60多種重組菌株以及大量重組毒株的單一疫苗 - 並且在全球範圍內 - 變得更具挑戰性。

其次,抗擊艾滋病毒需要免疫系統的強大反應,而這又是系統失敗的原因。

傳統上,稱為CD4 T細胞的專用白細胞通過向感染部位傳遞殺傷細胞來啟動應答。 具有諷刺意味的是,這些都是艾滋病病毒感染的細胞。 通過這樣做,艾滋病病毒使人體防禦自身的能力下降,因為CD4群體被系統地耗盡,導致最終導致免疫衰竭的防禦功能崩潰。

最後,艾滋病的根除是由病毒躲避機體免疫防禦的能力阻礙的。 感染後不久,當其他HIV在血液中自由循環時,病毒的一個子集(稱為provirus )將自身嵌入隱藏的細胞保護區(稱為潛伏貯藏庫 )中。 一旦進入這些細胞,艾滋病毒就被屏蔽而不被檢測到。 潛伏的艾滋病毒不是感染和殺死宿主細胞,而是簡單地與宿主分開,其遺傳物質完好無損。 這意味著,即使免費流通的艾滋病病毒已經根除,“隱藏的”病毒也可能成為被動反應並重新開始感染的病毒。

克服的障礙

近年來已經很清楚,克服這些障礙將需要一個多管齊下的策略,並且單一的方法不可能實現開發滅菌疫苗所需的目標。

因此,這一戰略的主要組成部分必須解決:

許多這些提議的戰略正在取得進展,其效果和成功程度各不相同,大致可以定義如下:

刺激“廣泛中和”的免疫反應

在艾滋病病毒感染者中,有一部分被稱為精英控制者(EC)的人似乎對HIV天然的抵抗力

近年來,科學家們已經開始識別他們認為對這種自然保護性反應具有特異性的基因突變。 其中有一部分被稱為廣泛中和抗體(或bNAbs)的專用防禦性蛋白質。

抗體針對特定的致病因子(病原體)防禦機體。 大多數是非廣譜中和抗體,這意味著它們只殺死一種或幾種病原體類型。 相比之下,bNAbs能夠殺死廣泛的HIV變種 -​​ 在某些情況下高達90% - 從而限制病毒感染和傳播的能力。

迄今為止,科學家還沒有找到一種有效的方法來誘導bNAb反應達到可以被認為是保護性的水平,並且這樣的反應可能需要幾個月甚至幾年才能發展。 使事情更加複雜的事實是,我們還不知道這些bNAb的刺激是否有害 - 它們是否可能對人體自身的細胞起作用,並且否定任何可能獲得的治療益處。

有鑑於此,人們將大量的注意力放在了將HIV病毒直接接種到已感染艾滋病毒的人身上。 一種這樣的bNAb,被稱為3BNC117,不僅可以阻止新細胞的感染,而且還可以清除HIV感染的細胞。 這樣的做法可能有一天可以為已經感染病毒的人提供替代或補充的治療方法。

維持或恢復免疫完整性

即使科學家能夠有效地誘導bnAb的產生,它也可能需要強大的免疫應答。 這被認為是一個主要的挑戰,因為HIV本身通過主動殺死“輔助”CD4 T細胞而引起免疫力枯竭。

此外,隨著身體經歷所謂的免疫衰竭 ,人體與所謂的“殺手”CD8T細胞抗HIV的能力逐漸衰退。 在慢性感染期間,免疫系統將不斷調節自身,以確保它不會被過度刺激(引起自身免疫性疾病)或刺激不足(使病原體無阻地傳播)。

特別是在長期艾滋病毒感染期間,由於CD4細胞被逐漸消滅並且身體變得不能識別病原體(類似於癌症患者的情況),可能導致未活化。 當發生這種情況時,免疫系統會無意中將“剎車”置於適當的響應之下,從而使其自身防禦能力越來越差。

埃默里大學的科學家們已經開始探索使用稱為ipilimumab的克隆抗體,後者可能能夠“釋放剎車”並重振CD8 T細胞的生產。

目前在靈長類動物試驗中,更熱情地接受的研究之一涉及使用被稱為CMV常見皰疹病毒的殘餘“外殼”,其中插入SIV的非致病性片段(靈長類動物版本的HIV) 。 當受試者接受基因改變的CMV時,身體通過加速CD8 T細胞產生來對抗“模擬”感染,以對抗他們認為是SIV的事物。

CMV模型特別引人注目的事實是,皰疹病毒不會像身體感冒病毒那樣從體內消除,而是一直在繼續複製。 這是否賦予長期免疫保護尚待確定,但確實提供了令人信服的概念驗證。

清除和殺死潛伏的艾滋病毒

開發HIV疫苗的最大障礙之一是病毒能夠建立潛伏池以逃避免疫檢測的速度。 據信,在肛交發生的情況下,這種情況發生的時間可能會達到4小時 - 從感染部位迅速移動到淋巴結 - 在其他類型的性或非性傳播中可能會長達4天。

迄今為止,我們並不完全確定這些水庫可能有多大或多大,也不能完全確定那些被認為沒有感染的病毒可能會影響病毒反彈 (即病毒的回歸)。

今天一些最積極的研究涉及所謂的“踢殺”策略,即使用刺激劑,可以將隱藏的HIV“踢出”隱藏,從而允許輔助代理或策略“殺死”新暴露的病毒。

在這方面,科學家已經使用稱為HDAC抑製劑的藥物獲得了一些成功,這些藥物傳統上用於治療癲癇和心境障礙。 儘管研究表明,較新的HDAC藥物能夠“醒來”休眠病毒,但還沒有人能夠清除水庫甚至減少它們的大小。 目前希望聯合使用HDAC和其他新型藥物(包括PEP005 ,用於治療一種與陽光有關的皮膚癌)。

然而,問題更多的是HDAC抑製劑可能導致毒性和抑制免疫反應。 因此,科學家們也在研究一類稱為TLA激動劑的藥物,這種藥物似乎能夠刺激免疫反應,而不是讓病毒“躲藏”。 早期的靈長類動物研究一直很有希望,不僅潛在的儲庫有可測量的減少,而且CD8“殺傷”細胞激活顯著增加。

>來源:

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