许多疫苗的工作原理是通过将一种蛋白质引入体内,从而模拟病毒的一部分。其目标是让免疫系统产生能识别特定病毒的持久抗体,从而提供保护。
然而,斯克里普斯研究所的科学家最近发现,某些HIV疫苗接种后,出现了不同的现象:在经过多次接种后,免疫系统开始产生针对已经与病毒蛋白本身结合的免疫复合物的抗体。尽管尚不清楚这一现象(在《科学免疫学》杂志中描述)是对免疫系统对抗HIV的能力有益还是有害,研究人员认为更深入的理解可能会增强HIV疫苗的开发。这项成果于2025年1月17日发表在该杂志上。
“这些针对免疫复合物的抗体尚未得到充分研究,尤其是在HIV疫苗接种方面,”斯克里普斯研究所整合结构与计算生物学教授、该论文首席作者安德鲁·沃德博士解释说。“深入了解这些反应可能会导致更智能的疫苗设计和免疫治疗。这代表着在优化抗HIV和其他疾病的抗体与疫苗策略方面的重大进展。”
这一发现是在沃德的团队利用尖端成像技术分析在接受多剂HIV疫苗后抗体如何发展的过程中取得的。他们采用了一种由实验室开发的方法,称为基于电子显微镜的多克隆表位测绘(EMPEM),这使得研究人员能够准确观察抗体附着在HIV病毒的哪个位置。在使用接受过多次实验性HIV疫苗接种的动物的血样进行实验时,他们发现了一个意想不到的发现:一些抗体不是直接结合HIV病毒抗原,而是结合其表面存在的免疫分子。
“这些抗体并不直接与病毒蛋白相互作用,”斯克里普斯研究所研究生、该研究的首席作者沙里丹·布朗表示。“我们是首次在HIV疫苗接种的背景下提供这种类型抗体的结构特征。”
之前已知在某些情况下可以产生抗免疫复合物抗体。当免疫系统识别出已经附着在病毒蛋白上的抗体时,就会出现这种情况,促使产生额外的免疫反应,生成新的抗体,包括那些与病毒表面现有免疫复合物相连接的抗体。
在对接种HIV疫苗的动物进行的后续实验中,布朗、沃德及其同事表明,抗免疫复合物抗体通常在疫苗的第二剂与第三剂之间出现。
“我们已经确认了这些抗体的存在,但我们仍需确定它们如何影响免疫反应,”布朗表示。“它们可能有害,因为它们并不直接中和病毒,但可能会导致形成更大的免疫复合物,从而以我们尚未完全理解的方式刺激对病毒和感染细胞的进一步活动。”
如果未来的研究表明这些抗体确实不受欢迎,这可能会为疫苗设计策略提供信息,以减少免疫复合物反应并增强疫苗直接中和HIV的能力。这也可能促使HIV疫苗接种程序的调整,可能涉及一系列针对病毒的不同增强免疫接种,而不是多次接种相同疫苗。
“每剂之间的轻微变化可能会产生足够的多样性,以防止产生针对抗体的抗体,”布朗指出。
研究小组打算继续研究这些抗体,并调查其他疫苗或自然感染在多次接种后是否会产生类似的抗体反应。
这项工作得到了斯克里普斯研究所、amfAR Mathilde Krim生物医学研究奖学金(110182-69-RKVA)、国家过敏和传染病研究所(R01 AI136621, P01 AI110657, UM1 AI100663)、比尔和梅琳达·盖茨基金会以及艾滋病疫苗发现合作网络(CAVD)(INV-002916)的资助。