斯克里普斯研究公司的一种新的候选艾滋病毒疫苗克服了阻碍先前疫苗研究的技术障碍，并在动物实验中激发了强烈的抗艾滋病毒抗体反应。
11月23日科学进展的一篇论文中描述的新疫苗策略是基于HIV包膜蛋白Env。众所周知，这种复杂的形状转换分子很难在疫苗中以诱导对艾滋病毒有用的免疫的方式产生。
然而，斯克里普斯研究中心的科学家发现了一种简单而优雅的方法，即使对于不同的艾滋病毒株，也可以将Env蛋白稳定在所需的形状。安装在病毒样颗粒上模拟整个病毒，稳定的Env蛋白在小鼠和兔体内引起强烈的抗HIV抗体反应。基于这一策略的候选疫苗目前正在猴子身上进行测试。
斯克里普斯研究部综合结构和计算生物学系副教授朱江说：“我们认为这种新方法是解决艾滋病疫苗设计中长期存在的问题的通用方法。
Env的副本研究艾滋病毒的表面；它们的主要功能是捕捉宿主细胞，并闯入其中造成感染。Env在感染中起着至关重要的作用，是感染宿主免疫系统中暴露最多的病毒结构，因此一直是HIV疫苗研究的主要目标。我们的想法是给人接种完整的Env蛋白或其亚单位，以刺激Env结合抗体的产生，希望这些抗体能在未来HIV暴露于病毒时，防止其感染宿主细胞。
当然，到目前为止，还没有艾滋病疫苗在大规模临床试验中取得成效。许多研究人员认为，如果艾滋病毒疫苗在感染细胞之前以非常类似于真实病毒环境形状的方式向免疫系统提供环境蛋白质，那么它就可以发挥作用。但是正确呈现Env总是一个巨大的挑战。
在艾滋病毒中，Env从病毒膜突出成三个紧密的簇，称为三聚体。这些复杂的结构在感染细胞前后呈现出完全不同的形状。尽管进行了多年的实验，花费了数千万美元，但艾滋病毒疫苗研究人员未能找到一种广泛适用的方法，将Env三聚体稳定在所需的感染前形状。
“到目前为止报道的三聚体稳定溶液已经应用于少数艾滋病毒毒株，但还没有推广，”朱说。正如我们已经说过的，“环境三聚体的‘亚稳态’确实是基于三聚体的HIV疫苗设计的核心问题。”
朱作为一名生物物理学家，寻求一种更全面的方法来解决Env的稳定性问题，在2016年的一篇论文中，他和他的Scripps Research同事报告说，修改名为HR1的Env的临时弹性部分可能是成功的——它允许环境在感染前保持其“封闭”的形状。
在这项新的研究中，他和他的团队表明，这种策略确实适用于来自世界各地流行的各种艾滋病毒株的环境三聚体。正如他们所说，通过这种“未切割预融合优化”(UFO)方法生产的Env三聚体在封闭形状中是稳定的，并且可以有效地生产，并且对于生物技术制造中常用的细胞类型几乎不需要纯化。
“到目前为止，在我的实验室里，我们已经用30到40种不同的HIV病毒改造了Envs，在大多数情况下，它的作用就像一种魅力，”朱说。
他和他的同事进一步优化了他们的疫苗策略，将他们稳定的Env三聚体(一次可达60个)与模拟整个病毒球形的单个纳米颗粒进行基因连接。这样，虽然疫苗分子是人造的，缺乏病毒复制的遗传物质，但它看起来非常像免疫系统中真正的入侵病毒，并刺激更强的反应。
在小鼠身上，朱和他的团队仅用了8周时间就发现了一种纳米粒子上的Env疫苗样本，这种疫苗在实验室测试中成功中和了一种自然传播的HIV病毒株——这种病毒株以前的候选疫苗通常是有针对性的。
“这是第一次任何候选的艾滋病毒疫苗在小鼠中诱导这种所需类型的抗体反应，”朱说。同样，在兔子身上获得了前所未有的结果，证明了基于纳米颗粒的方法明显优于使用分离的Env蛋白——它引起的反应明显更强，工作更快。
目前，由美国得克萨斯州圣安东尼奥国立卫生研究院主办的西南国家灵长类动物中心的24只猴子正在接受进一步测试。
Jusco Scripps研究公司已将其艾滋病疫苗技术许可给一家初创公司Ufovax LLC，该公司正在赞助正在进行的测试。Ufovax首席执行官李稷表示：“我们现在正在测试两种基于来自不同HIV毒株的Env三聚体的候选疫苗，以及第三种候选疫苗，它是三种基于Env的疫苗的混合物。“我们认为，这种新方法代表了30年后艾滋病疫苗研究的真正突破。”
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