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研發一款能有效預防艾滋病病毒(HIV)傳播的疫苗,是現代醫學面臨的最艱巨挑戰之一。HIV病毒表面唯一能被抗體攻擊的目標,是其復雜的包膜糖蛋白(Env)三聚體。然而,這個目標被一層厚厚的“糖盾”保護,且不斷變異,使得免疫系統難以產生能廣泛中和多種病毒株的“萬能鑰匙”——即廣泛中和抗體(bNAb)。數十年來,如何用疫苗“教會”人體免疫系統制造這種抗體,是研究的核心瓶頸。
2026年4月29日,美國斯克里普斯研究所Richard T. Wyatt團隊在Nature在線發表題為“Vaccination generates broadly cross-neutralizing antibodies to the HIV Env apex”的研究論文,該研究設計了一種全新的疫苗策略,成功在非人靈長類動物中誘導出了能夠靶向Env三聚體頂端的、具有強效交叉中和活性的抗體,其作用方式與在感染者體內發現的、最有效的人類bNAb之一(PG9)驚人地相似。這標志著在“逆向工程”設計HIV疫苗的道路上,邁出了從概念到現實的關鍵一步。
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核心策略:打造“訓練”免疫系統的“理想訓練場”
研究的核心創新在于對免疫原的呈現方式。Env三聚體本身不穩定,且單獨存在時難以有效激活特定的B細胞。研究團隊從人類感染后產生的bNAb(RHA1)中獲得靈感,篩選出結構最接近天然病毒的Env三聚體,并通過化學方法將其高密度、有序地排列在合成脂質體表面。
這種“三聚體-脂質體”陣列,就像一個完美的“訓練場”:
多價呈遞:高密度的三聚體陣列能強力、特異地激活那些具有潛力的B細胞,引導它們向產生bNAb的方向發育。
結構穩定:脂質體平臺有助于維持三聚體脆弱、關鍵的功能性構象,展示出最真實的“病毒樣貌”。
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來自非人靈長類動物 Q12 的單克隆抗體的冷凍電子顯微鏡結構顯示其作用位點位于包膜蛋白三聚體的頂端(圖源自Nature )
關鍵成果:在動物體內“復現”人類感染后的理想抗體反應
研究人員用這種“Q23三聚體脂質體”對獼猴進行初次免疫,隨后用結構相似但序列不同的異源三聚體加強免疫。結果顯示:
強效、廣泛的血清中和活性:所有接種脂質體疫苗的動物,其血清均能有效中和多種不同的HIV臨床分離株,證明了交叉保護潛力。
分離出“類PG9”單克隆抗體:從多只免疫動物體內,科學家分離出了58種能與Env結合的單克隆抗體。高分辨率的冷凍電鏡結構分析證實,其中多個抗體能精確地靶向Env三聚體的頂端,其結合角度、相互作用界面與人類bNAb PG9高度一致。這是首次通過疫苗免疫(而非自然感染)在動物模型中穩定地誘導出此類優質抗體。
深遠意義:為理性設計HIV疫苗提供清晰“路線圖”
這項研究的成功具有里程碑意義:
概念驗證:它證明,通過合理的免疫原設計和多價呈遞,用疫苗策略“模仿”并優化自然感染中bNAb的產生路徑是可行的。
機制闡明:研究首次在結構層面揭示了疫苗誘導的抗體如何精確打擊病毒的致命弱點,為未來優化免疫原設計提供了原子級別的“藍圖”。
路徑清晰:該“三聚體-脂質體”平臺策略,為開發最終能夠應用于人類的一流HIV疫苗,提供了一條明確且充滿希望的研發路徑。
雖然從動物模型到人體應用仍有長路要走,但這項研究為解決HIV疫苗設計的核心難題——如何指導免疫系統產生強效、廣譜的中和抗體——提供了迄今為止最強有力的實驗證據和極具前景的技術平臺。
參考消息:
https://www.nature.com/articles/s41586-026-10429-3
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撰寫| iNature
校稿| Gddra編審| Hide / Blue sea
編輯 設計| Alice
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