HIV-1壳膜蛋白结构上的V3-聚糖补丁的特异性B细胞的新型免疫原

来源：中国生物技术网

原标题：免疫扩增靶向识别HIV-1壳膜蛋白结构上的V3-聚糖补丁的特异性B细胞的新型免疫原

| 编译：林芷薇，魏韬，倩望（华南农业大学食品学院）

研究表明，在动物模型中，广泛中和的单克隆抗体可以保护人体免受HIV-1感染，这表明一种能诱导这些抗体的疫苗将对人体具有保护作用。5月29日，Amelia Escolano等人在《Nature》上发表了一篇题为《Immunization expands B cells specific to HIV-1 V3 glycan in mice and macaques》的文章，为这一类疫苗提供了新的发展方向。他们开发了一种名为RC1的免疫原，能激活B细胞使其在多克隆序列中表达广泛中和抗体(bNAbs)的前体。RC1有助于识别HIV-1壳膜蛋白结构上的V3-聚糖补丁，并通过在类病毒粒子（VLPs）上添加聚糖和（或）多聚作用来隐藏非保守的免疫优势区域，以此扩增携带类似于人类bNAbs前体的抗V3 -聚糖补丁抗体的B细胞。因此在多克隆免疫系统中，RC1可以作为连续接种疫苗策略的合适的启动免疫原。

HIV-1感染者身上克隆的单细胞抗体显示，bNAbs通过对快速进化的病原体（由于抗体压迫引起的病毒逃逸的变异反应）进行连续的体细胞突变而在受感染的人体内产生，其演变是体系对体细胞超突变和生发中心的选择的循环反应。那么，为诱导bNAbs而接种疫苗便需要一系列序列免疫原来诱导扩增表达bNAbs前体的B细胞并参与具有多克隆序列的动物的生殖中心反应，这也就是他们开发HIV-1疫苗的目的之一。

设计能与特定bNAbs前体高度亲和力结合的免疫原的原理是B细胞向生殖中心的聚集区域依赖于其对抗原的受体亲和力，然而这种方法限制了聚集的B细胞的数量和质量，且这类B细胞具有亲和性的特性是广泛的，缺乏了绝对亲和性的限制。而他们设计的RC1可以通过改善其V3-聚糖补丁表位的可达性来聚集和扩增V3 -聚糖特异性B细胞，以此解决其亲和性问题。其V3-聚糖补丁表位包含一组围绕着V3的高甘露糖和络合型n-聚糖（HIV壳膜蛋白结构（gp 120）残留的天冬酰胺： N133, N137, N156, N295, N301, N332, N339, N385 and N392）。以该位点为靶点的bNAbs（包含PGT121、10-1074和BG18），利用CDR3 (CDRH3)环以及CDRL1和CDRL3的部分长链互补决定区(CDR) 3 (CDRH3)贯穿聚糖与V3基部高度保守的GDIR (G324-D325-I326-R327)基序连接。但实验发现：在生理条件下，在生殖中心经常发现携带低亲和受体的B细胞，比如RC1诱导的猕猴抗体的种系前体对免疫原的亲和性相对较低。因此，B细胞亲和性具有的重要性是相对而言的，其进入生殖中心主要还是受到细胞间竞争的限制。

文章展示了RC1如何激活和扩增了一组表达类似于小鼠、兔子和猕猴体内的人体V3 -聚糖补片bNAbs前体的抗体的B细胞，内容包括RC1在野生型小鼠、兔和猕猴中诱导的V3 -聚糖抗体反应；促进抗体与V3 -聚糖贴片的结合反应；扩增小鼠V3 -糖基特异性B细胞反应；与RC1结合的抗体的低温电镜结构。

其中，为了减少抗体对非靶标表位的反应，并进一步将反应集中在V3-聚糖补丁上，他们还设计生产了RC1的变体：RC1-4fill。与RC1相比，RC1-4fill引起的反应更集中于野生型小鼠的V3-聚糖补丁。在对4只兔子和16只猕猴进行VLP-RC1-4fill单次免疫后，所有动物的V3-聚糖补丁均有部分特异性的血清学反应。且猕猴血清显示，它们更接近于原生的免疫原11MUTB和10MUT的降序结合。因此得出结论：RC1-4fill更侧重于V3-聚糖补丁的抗体反应。此外，VLP-RC1-4fil可通过添加聚糖和将三聚体的底部连接到VLPs来掩盖竞争的靶外表位，使得进入生殖中心的竞争最小化。这表明VLP-RC1-4fill亦可作为一种合适的候选免疫原，应用于在连续接种策略中进一步评测以诱导bNAbs。

简而言之，RC1与其他候选HIV-1疫苗的不同之处在于能够诱导表达针对靶向表位的抗体的B细胞并在具有完全多克隆B细胞库的动物的生殖中心进行克隆扩增。而且，值得注意的是，RC1可以诱导具有不同靶向的V3-聚糖补丁机制的抗体，这增加了一个或多个抗体在扩增后发展宽度和效力的可能性。