針對我國HIV-1流行株的AIDS疫苗研究策略與進(jìn)展——國家傳染病重大專項(xiàng)進(jìn)展介紹.docx

1、針對我國HIV-1流行株的AIDS疫苗研究策略與進(jìn)展一國家傳染病重大專項(xiàng)進(jìn)展介紹萬延民，徐建青摘要雖然RVI44AIDS疫苗臨床試驗(yàn)睨察到部分保護(hù)效果.但遠(yuǎn)未達(dá)到臨床應(yīng)用的要求保護(hù)水平有待進(jìn)步提高室抗體反應(yīng)和T細(xì)胞反應(yīng)在抵抗和控制HIV-1感染過程中的幣:要作用.我們認(rèn)為可以通過同時(shí)活化有效的抗體反應(yīng)和T細(xì)胞反應(yīng)來提升AIDS疫苗的保護(hù)效果在國家傳染病爪大專項(xiàng)課題的資助下.本實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)廠一套針對我國HIV-1流行株的AIDS疫苗策略.本文簡要介紹我們的設(shè)計(jì)方案及1要研究進(jìn)展關(guān)鍵詞疫苗：快得性免疫缺陷綜合征;HIV-1中國圖書資料分類號B512.91文獻(xiàn)標(biāo)志碼A【文章編號10()7-8134(2

2、013)04-0202-04StrategyforthedevelopmentofAIDSvaccineagainstChineseHIV-1subtypesandrecentprogresstheintroductionoftheprojectsupportedbytheNationalScienceandTechnologyKeyProjectonMajorInfectiousDiseasesWANYan-min.XVJian-qing*ShanghaiPublicHealthClinicalCenter.Shanghai201508.China*Com*s|x)n(lingauthor.

3、E-mail:jiaiH|ingxu2(X)8gmail.rom(Abstract)AlthoughtheRV144trialreportedanAIDSvaccinervgimenconferredcertainprotedionagainstHlacquisition,thevacrthelowprotectionnite.Since*lx)thhumoralandcellulariinmunrresjxmsesplayim|xrtanlrolesininhibitingandcontrollingHIV-1inf(ft(ati(nweIwlievrtheelTicacyofAIDSvac

4、cinerunIwfurtherimprovedifthetwoarmsofadaptiveimmunesystemscanworksynergistically.SupportedbytheNationalScienceandTechnologyKeyProjectonMajorInfectiousDiseases,ourlalxiratorydesignedavaccinestrategyagainstmajorcirculatingHIV-1subtypesinChina.Thisn*virwbrieflyintnxlucestheralionairofourdesignandmajor

5、achievements.(Keywords)vaceinrs;acquirediinmun(Mlcfici*ncysvndnime;HIV-1T苗源河而HIV-1的高頻遺傳突變造成了其流行毒株的極其多樣性。只有克服病毒多樣性，AIDS疫苗才能真正實(shí)現(xiàn)廣譜保護(hù).也才具有實(shí)用價(jià)值。大量前人的研究結(jié)果提示我們：有效的AIDS疫苗須要能夠同時(shí)活化具有保護(hù)效果的抗體反應(yīng)和T細(xì)胞免疫反應(yīng)。在系統(tǒng)回顧以往研究結(jié)果的基礎(chǔ)上叫本實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)設(shè)計(jì)并有序?qū)嵤┝艘惶揍槍鴥?nèi)主要HIV-1流行亞型的疫苗研究方案。1總體設(shè)計(jì)方案盡管抗體反應(yīng)和T細(xì)胞反應(yīng)在抗HIV感染過程中均可發(fā)揮重要作用，但二者在發(fā)揮作用的時(shí)相上有顯著區(qū)

6、別：預(yù)先存在的特異性抗體可以即時(shí)識別所遇到的病原體，發(fā)揮類似于“御敵于國門之外”的防御作用；而活化的T細(xì)胞則須要在病原體侵入機(jī)體細(xì)胞之后，方能發(fā)揮作用，可以通過清除被感|基金項(xiàng)11國家.卜二E科技垢項(xiàng)(2OI2ZX1OOO1-006.2013ZX-I(XX)1(X)2);I.海巾自然科學(xué)基金(1IZR1430600);I.海市衛(wèi)生局新百人汁劃(XHR2011042)|作冶位|201508.I.海市公共IJ.生臨床中心(萬延K);20i5()8.I.海市公共“生臨床中心岌H大學(xué)生物佚學(xué)研究院夏H大學(xué)醫(yī)學(xué)分耕卷學(xué)柬點(diǎn)實(shí)較宰(徐建樣)通ifi作？Jj徐建青.E-niail:jiaii(iiiigxu

7、2008gtnail.roI抗原、rat-Rev-lntegrase-Vif-Nef融合抗原、膜抗原Gpl40或Gpl45的重組DNA疫苗和重組天壇株痘病毒疫苗。以上疫苗在小鼠模型上均顯示出良好的免疫原性a/,為了進(jìn)一步提高HIV-1包膜抗原Gpl40和Gpl45的免疫原性，我們對B7C重組亞型和AE重組亞型HIV-I包膜蛋白進(jìn)行了N-糖基化位點(diǎn)刪除研究.研究結(jié)果顯示：糖基化位點(diǎn)去除有助于改善包膜抗原所激發(fā)的T細(xì)胞同或中和抗體反應(yīng)3DNA疫苗佐劑與遞送載體研究在第一部分的疫苗構(gòu)建和免疫原性測試過程中，我fl發(fā)現(xiàn)表達(dá)TatRevIntegrase-Vif-Nef融合抗原的DNA疫苗免疫原性比較弱

8、。我們認(rèn)為導(dǎo)致這一結(jié)果的原因有二個(gè):其一.DNA疫苗形式的免疫原性不強(qiáng)；其二.Tat和Rev等調(diào)節(jié)蛋白本身的免疫原性較弱。為了改善這些不足，我們從提高DNA疫苗體內(nèi)轉(zhuǎn)染炊率和尋找新的基因佐劑二方面尋求突破。首先,我們與天津大學(xué)黃岸杰教授實(shí)驗(yàn)室合作開發(fā)了一種人工合成的納米級陽離子聚合物一一聚甲基丙烯酸N,N-二甲氧基乙酯（PDMAEMA）,體外實(shí)驗(yàn)顯示:PDMAEMA能顯著提高DNA疫苗進(jìn)入細(xì)胞的能力，但其細(xì)胞毒性比較明顯。為了降低其細(xì)胞毒性以及進(jìn)一步提高DNA疫苗遞送效率.我們對PDMAEMA進(jìn)行了聚乙二醇（PEG）化處理，體外實(shí)驗(yàn)顯示：PEG-PDMAEMA具有良好的轉(zhuǎn)染效率，其細(xì)胞毒性較P

9、DMAEMA也有明顯降低。小鼠實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):PEG-PDMAEMA可以顯著提高HIV-1GagDNA疫苗所活化的T細(xì)胞反應(yīng)水平和抗體滴度（圖2）叫其次，我們探索了利用霍亂毒素A亞單位（CTA）或B亞單位（CTB）作為DNA疫苗佐劑的可行性。初期實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:將CTA或CTB蛋白與DNA疫苗混合不能提高DNA疫苗免疫原性；而將cta/ctb基因與目標(biāo)抗原基因敝合表達(dá)則可以顯著提高DNA疫苗所活化的T細(xì)胞免疫反應(yīng)強(qiáng)度（圖3）（論文正在投稿中）。4活化針對HIV-1保守區(qū)免疫反應(yīng)和黏膜免疫反應(yīng)的策略研究以往研究表明.與針對非保守區(qū)的T細(xì)胞反應(yīng)/-IHIUIIII1圖2PDMAEMA可顯著提高DNA疫苗的

10、免疫原性A.顯為提高DNA疫苗激發(fā)T細(xì)胞反應(yīng)的水;B.顯*提高DNA疫苗激發(fā)的抗體滴度;SF（3斑點(diǎn)形成細(xì)胞數(shù)：Mo0.05；/kO.OIFigure3Fusion-expressedCTAandCTBcansignificantlyenhancetheTcellresponseselicitedbyDNAvaccine相比，針對保守區(qū)的T細(xì)胞反應(yīng)能夠更好地遏制病毒復(fù)制皿,并且具有更好的廣譜抗H1V-1作用。此外，我們也認(rèn)識到，黏膜感染是HIV-1的重要傳播途徑，因此，在疫苗設(shè)計(jì)過程中也必須考慮如何有效活化黏膜部位（特別是生殖道黏膜和直腸黏膜）的保護(hù)性免疫反應(yīng)叫。4.1以活化針對保守區(qū)免疫反應(yīng)

11、為目標(biāo)的序貫免疫策略所謂“序貫”指的是：在連續(xù)多次免疫接種過程中，每次免疫所用的疫苗包含有不同形式或病毒亞型來源的HIV免疫原，如圖4所示，該策略的基本原理為：B疫苗第1次接種可以較均衡地活化針對疫苗所包含的R、X和Y表位的免疫反應(yīng)；利用含有V、X和Y中和表位的A疫苗進(jìn)行第2次接種后,將優(yōu)先活化針對B疫苗與A疫苗的共同圖4序貫免疫策略的基本原理在疫苗免疫過程中,依次按順序使用不同的疫苗（E、B、C）可以有效活化針對保守表位的免疫反應(yīng),削弱針對非保守表位的免疫反應(yīng)Figure4RationaleofsequentialimmunizationB7C亞型B亞型B7C亞型B亞型(8)*星aB7C亞型

12、B亞型0sv!45+rTTVI4O1.01Bv.45+rmi4L*|HiJ表位X和Y的免疫反應(yīng)；利用含有V、X和Z中和表位的C疫苗進(jìn)行第3次接種后，將優(yōu)先活化針對B疫苗、A疫苗與C疫苗的共同表位X的免疫反應(yīng)，其次為針對2個(gè)疫苗共有表位Y和V的免疫反應(yīng)。小鼠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，序貫免疫策略可以有效活化針對保守區(qū)的T細(xì)胞反應(yīng)叫和抗體反應(yīng)（圖5）。為了進(jìn)一步驗(yàn)證序貫免疫策略的有效性，我們目前正在進(jìn)行一組靈長類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，初期結(jié)果顯示：在靈長類動(dòng)物體內(nèi)，序貫免疫策略同樣可以活化針對保守表位的T細(xì)胞反應(yīng)（數(shù)據(jù)未發(fā)表）。B7C亞型B亞型圖5序貫免疫策略可改善抗HIV-1廣譜中和抗體水平豚鼠免疫結(jié)束

13、后6周進(jìn)行中和抗體檢測，所有免疫蛆均有一定的中和效果，所有實(shí)蛔半數(shù)豚鼠均可中和H1V-1所有分離株;序貫免疫組中和活性更好，每組約有3/4的豚鼠可中和全部臨床分離株Figure5Sequentialimmunizationcanimprovethetitersofanti-HIV-1broadneutralizingantibodies4.2以活化黏膜免疫反應(yīng)為目標(biāo)的免疫策略和佐劑研究傳統(tǒng)的系統(tǒng)性疫苗接種方式（如肌內(nèi)注射）往往不能很好地活化黏膜局部免疫反應(yīng)。因而，本實(shí)驗(yàn)室在以往研究中探索了通過系統(tǒng)初免-黏膜加強(qiáng)或者黏膜初免-系統(tǒng)加強(qiáng)的方式來同時(shí)活化黏膜和系統(tǒng)免疫反應(yīng)。研究結(jié)果表明：DNA疫苗滴

14、鼻初免-重組痘病毒疫苗肌內(nèi)注射加強(qiáng)可以有效活化系統(tǒng)和黏膜部位（包括呼吸道黏膜和生殖道黏膜）的特異性免疫反應(yīng)叫；同理，采用重蛆痘病毒疫苗滴鼻初免-DNA疫苗肌內(nèi)注射加強(qiáng)同樣可以有效地同時(shí)活化系統(tǒng)和黏膜部位的免疫反應(yīng)質(zhì)。此外，我們也發(fā)現(xiàn)：通過與目標(biāo)抗原融合表達(dá)，CTB可以進(jìn)一步增強(qiáng)DNA疫苗滴鼻初免-重組痘病毒疫苗肌內(nèi)注射加強(qiáng)策略所活化的特異性T細(xì)胞反應(yīng)強(qiáng)度（數(shù)據(jù)未發(fā)表）。5疫苗評價(jià)技術(shù)平臺為了客觀準(zhǔn)確地對疫苗進(jìn)行評價(jià)，我們在疫苗研發(fā)的同時(shí)也建立了相應(yīng)的免疫評價(jià)技術(shù)平臺，主要包括：酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)檢測技術(shù)、多色流式檢測技術(shù)、抗H1V-1包膜蛋白的ADCC效應(yīng)檢測、抗HIV-1廣譜中和抗體檢測以及重組痘

15、病毒滴定檢測。通過與中國食品藥品檢定研究院合作，我們完成了對廣譜中和抗體檢測四和重組痘病毒滴定檢測的標(biāo)準(zhǔn)化。6結(jié)語AIDS疫苗研究是全世界共同面臨的重大科學(xué)挑戰(zhàn)。2009年，美國和泰國科學(xué)家聯(lián)合完成的一項(xiàng)ID期臨床試驗(yàn)（RV144）提示：以預(yù)防感染為目標(biāo)的AIDS疫苗是可以實(shí)現(xiàn)的吵2%這一研究結(jié)果極大地鼓舞了AIDS疫苗研究團(tuán)體的信心，但同時(shí)也提出了一些新的科學(xué)問題，例如：究竟何種免疫學(xué)因素是疫苗發(fā)揮保護(hù)效果的關(guān)鍵？與以往單一強(qiáng)調(diào)T細(xì)胞或者抗體反應(yīng)的疫苗設(shè)計(jì)方案不同，我們的研究方案平衡考慮了細(xì)胞免疫與體液免疫在抗感染過程中的作用特點(diǎn)，以期通過二者的協(xié)同作用達(dá)到抗HIV-1感染的目的。在國家傳染

16、病重大專項(xiàng)課建的支持下，上述研究計(jì)劃有幸得以實(shí)施，我們也將竭力把握這一難得機(jī)遇，在探討解決制約疫苗研究的基礎(chǔ)免疫學(xué)問題的同時(shí)，積極推動(dòng)上述疫苗方案向臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】WanYM.WangYC,XuJQ.HIV/AIDSvaccinedevelopment:arewewalkingoutfromthedark?tJj.ChinMedJ(Engl),2010.123(23):3489-3494.1 萬延民，任艷琴，王崎，等.HIV-1B7C、A/E重組亞型pol基因DNA(下轉(zhuǎn)第258頁)viralhepatitis:antigens,antibodiesandviralgenomes!.

17、BestPractResClinGastroenterol,2008,22(6):1031-1()48.25ChoeBH,leeJH.JangYC.etal.Long-termtherapeuticefficacyoflaniivudinccomparedwithinterfenm-alphainchildrenwithchronichepatitisB:theyoungerthebetterLJ1.JPediatrGastroenterolNutr,2007,44：92-98.126)TuallonE,MondainAM.NaetN,elai.ComparisonofsenimHBsAgqu

18、antitationbyfourimmunoassays,andrelationshipsofHBsAglevelwithHBVreplicationandHBVgenotypesJ.PLoSOne,2012,7(3):e32143.271WursthomK.JaroszewiczJ,ZacherBJ,elal.CorrelationbetweentheElecsysHBsAgIIassayandtheArchitectassayforthequantificationofhepatitisBsurfaceantigen(HBsAg)inthescrum!J?.JClinVirol,2011.

19、50(4):292-296.28 MoucariR,MackiewiczV,Lada0,etal.EarlyserumHBsAgdrop:astrongpredictorofsustainedvirologicalresponsetopcg)-latedinterferonalfa-2ainHBeAg-negativepatientsHepatology,2009.49(4):1151-1157.29 langkijvanichP,KomobnitP,MahachaiV,etal.Lowpretreal-meatscrumHBsAglevelandviralmutationsaspredict

20、orsofresponsetoPFG-intcrferonalpha-2btherapyinchronichepatitisBtj.JClinViroi.2009.46(2):117-123.30 MoucariR,KorevaarA.lada0,elal.HighratesofHBsAgseroconversioninHBeAg-positivechronichepatitisBpatientsre-spondingtointerferon:along-termfollow-upstudy*JJHepatol,2009.50(6):1084-1092.31 IdilmanR,CinarK.S

21、evenG,etal.HepatitisBsurfaceantigenseroconversionisassociatedwithfavourablelong-termclinicaloutcomesduringlamivudinctreatmentinHBeAg-negativechronichepatitisBpatients。J.JViralHcpal,2012,i9(3):220-226.(32JHeathcoteEJ.MarccllinP,ButiM,etal.Three-yearefficacyandsafetyoftenofovirdisoproxilfumaratetreatm

22、entforchronichepatitisBj.Gastroenterology,2011,140(1):132-143.33 IceMH.LeedaM,KimSS,etal.CorrelationofserumhepatitisBsurfaceantigenlevelwithresponsetoentecavirinnaYvepatientswithchronichepatilisB!j!.JMedVirol,2011,83:1178-1186.34 LeeHS,YooBC,LeeKS,elal.Clevudine-inducedviralresponse,associatedwithco

23、ntinuedreductionofHBsAgtiter,wasdurableafterthewithdrawaloftherapyJ.JGastroenterol,2011,46(3):410-414.35 MarcellinP,HeathcoteEJ,ButiM,etal.Tenofovirdisoproxilfu-maratcversusaciefovirdipivoxilforchronichepatitisBlJj.NEnglJMed.2008.359(23):2442-2455.136HadziyannisSJ,SevastianosV,RaptiI,elal.Sustainedr

24、esponsesandlossofHBsAginHBeAg-negativepatientswithchronichepatitisBwhostoplong-term(reatmentwithadefovirtj.Gastroenterology,2012,143:629-636.(37ChenJ,WangZ,GuoY,etal.SenimHBsAgchangesinHBeAgpositivechronichepatitisBpatientswithcontinuousviralloadreductionsduringtreatmentwithadefovirorpeg-interferon-

25、alpha-2alJ.AntiviralRes.2009,81(1):88-91.(2013-03-)82013-04-27修回)(責(zé)任編委李軍本文編耕陳玉琪)(上接第204頁)疫苗的構(gòu)建及其活化特異性T細(xì)胞反戍特征的比較JL中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,2012,46(6):551-555.|3解曉燕，萬延民，李嫉，等.三個(gè)不同亞型H1V-1調(diào)節(jié)/輔助基因DNA疫苗的構(gòu)建和免疫原性折究【J.中華微生物學(xué)和免疫學(xué)雜志，201】，31(2):157-161.4 張嬲優(yōu)，萬延民，仇超，等.HIV-lAE重組型疫苗構(gòu)建及免疫原性研究J.中華疾病控制雜志,2010,14(9):831-835.5 袁松華，萬延民，

26、仇蔑，等.中國HIV-1CRFOl.AE流行株結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)/輔助基因DNA疫苗的構(gòu)建和免疫原性研究J.中華微生物學(xué)和免疫學(xué)雜志，2010,30(4):355-359.6 WanY,WuL.LiuLetal.QimparisonofimmunogenicitybetweencodonoptimizedHIV-1ThailandsubtypeBgpl40andgpl45vaccineJJ.Vaccine.2007,25(26):4949-4959.7|LiuL,WanY,XuJ,etal.ImmunogenicitycomparisonbetweencodonoptimizedHIV-1CHFB

27、C_07gpl40andgpl45vaccinesj.AIDSResHumRetroviruses,2007,23(11):1396-1404.8WanY,LiuL,WuL,etal.DeglycosylationorpartialremovalofHIV-1CN54gp140V1/V2domainenhancesenv-specificTcells.Jj.AIDSResHumRetroviruses,2009,25(6):607-617.|9LiuI-WanY,WuL,elal.BroaderHIV-1neutralizingantibodyresponsesinducedbyenvelop

28、eglycoproteinmutantsbasedontheE1AVattenuatedvaccinelj.Re(n)virology,2010,7:71.10 ZhangC,WanY,ShiJ,elal.DeglycosylationofHIV-1AEGpl40enhancesthecapacitytoelicitneutralizingantibodiesagainsttheheterologousHIV-1clade!J.AIDSResHumRetroviruses,20J0,26(5):569-575.11 QiaoY,HuangY,QiuC,etal.TheuseofPEGylate

29、dpoly2-(N,N-dirncthylamino)ethylmethacrylateasamucosalDNAdeliveryvectorandtheactivationofinnateinununityandimprovemenlofHIV-1specificimmuneresponsesJBiomaterials,2010,31(1):115-123.12萬延民，仇超，張曉燕.等.HIV-1感染的T細(xì)胞免疫應(yīng)答與病毒免疫逃逸:J.病毒學(xué)報(bào),2008,24(4):326-333.113李亮助，萬延民.張曉燕，等.HIV相關(guān)的助膜免疫及疫苗策略J.中華微生物學(xué)和免疫學(xué)雜志,2013,33(1):36-39.(14 XuJ,RenI-HuangX,etal.Sequentialprimingandboostingwith