定制蛋白質(zhì)可能有助于產(chǎn)生抗體來對抗HIV

研究人員表示，一種新的方法可以創(chuàng)造出能夠透過HIV保護性涂層的蛋白質(zhì)，這可能是了解開發(fā)病毒疫苗所需關(guān)鍵成分的一個步驟。

使用計算機模型，由賓夕法尼亞州立大學領(lǐng)導的一組研究人員設計并創(chuàng)造了模仿艾滋病毒不同表面特征的蛋白質(zhì)。在用蛋白質(zhì)免疫后，兔子產(chǎn)生能夠與病毒結(jié)合的抗體。

“我們能夠證明，通過使用我們設計的蛋白質(zhì)，血液能夠自發(fā)地產(chǎn)生能夠抑制細胞模型中HIV感染的抗體，”賓夕法尼亞州立大學醫(yī)學院博士后研究員Cheng Zhu說?！爱斘覀兎趸疕IV病毒時，兔子的血液會大大降低其傳染性?！?/span>

Zhu補充說，這項研究 - 今天(2月27日)在Nature Communications上發(fā)表- 提供了一種設計疫苗蛋白質(zhì)的新方法。

“我們開發(fā)的蛋白質(zhì) - 或免疫原 - 不是成品，但我們能夠證明它有可能做到，”朱說?！按送猓覀兡軌騽?chuàng)造一種新的方法來制作蛋白質(zhì)，這也很令人興奮，這也可以為開發(fā)其他感染疫苗打開大門。”

盡管全球有數(shù)百萬人感染艾滋病病毒，但為這種病毒制造疫苗已經(jīng)讓研究人員望而卻步。疫苗通過教導免疫系統(tǒng)來起作用，在中和它之前，抗體可以附著病毒。為了制造疫苗，研究人員首先必須確定這一點。

賓夕法尼亞州立大學藥理學系研究員，教授兼副主席Nikolay Dokholyan解釋說，開發(fā)HIV疫苗很困難，因為病毒不斷變異。

“即使我們?yōu)樘囟ǖ牟《局觊_發(fā)抗體，該抗體也可能不會注意到下一個病毒株，”Dokholyan說?！盀榱碎_發(fā)廣泛中和抗體 - 中和多種病毒株的抗體 - 我們需要找到一些在病毒上保持不變的東西，以便鎖定這些抗體?！?/span>

根據(jù)Dokholyan的說法，HIV使用碳水化合物涂層來保護其表面的蛋白質(zhì)Env。雖然這種蛋白質(zhì)可能是疫苗的潛在目標，但碳水化合物涂層使抗體很難或不可能獲得并中和它。

但有時，這種涂層中會自然出現(xiàn)空洞，使Env蛋白暴露于潛在的抗體。朱說，他和其他研究人員想找到一種方法來針對這些漏洞。

“這個想法是做分子手術(shù)來復制病毒表面的部分并將它們粘貼到不同的良性蛋白質(zhì)上，這樣它們看起來就像Env蛋白質(zhì)一樣，”朱說?！跋Ｍ@將使免疫系統(tǒng)能夠識別病毒并制造抗體以在將來中和它。”

研究人員使用計算模型來設計蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)可以模擬疫苗中不同HIV病毒株的保守蛋白質(zhì)表面。Dokholyan說盡管通常通過一次改變一種氨基酸來設計蛋白質(zhì)，但他們想嘗試不同的方法。

Dokholyan說：“它不是一次改變一種氨基酸，而是切割后再插入不同蛋白質(zhì)的HIV菌株的大表面。”“能夠進行這些主要的分子手術(shù)是一個重要的里程碑，并且非常令人興奮的是，該策略的準確性非常高?！?/span>

在創(chuàng)造了使用新型HIV模擬蛋白的免疫原后，研究人員每月對兔子進行免疫接種并抽取一次血樣。在對樣本進行分析后，研究人員發(fā)現(xiàn)血液中含有能夠與HIV結(jié)合的抗體。

研究人員表示，盡管研究結(jié)果很有希望，但仍有許多工作要做。

“重要的是，我們能夠?qū)Π滩〔《井a(chǎn)生免疫反應，并表明它可以作為概念證明，”Dokholyan說。“但是，在它成為可行的疫苗之前，我們?nèi)匀恍枰岣呖贵w的中和能力和其他方面?！?/span>

Dokholyan說，在未來，蛋白質(zhì)設計方法可能有助于為世界各地的不同疾病創(chuàng)造和個性化疫苗。

“疾病可能因地點而異，例如，不同國家或地區(qū)存在不同的艾滋病病毒株，”Dokholyan說?！叭绻覀兡軌蜉p松定制疫苗蛋白質(zhì)，這就是個性化醫(yī)療將發(fā)揮作用的一個很好的例子。”

美國國立衛(wèi)生研究院幫助支持了這項研究。