人免疫缺陷病毒1型广谱中和抗体研究进展

范燕峰，赵　娟(综述)，尚建中(审校)

(焦作市第三人民医院感染科，河南 焦作454172)



人免疫缺陷病毒1型广谱中和抗体研究进展

范燕峰※，赵娟(综述)，尚建中(审校)

(焦作市第三人民医院感染科，河南 焦作454172)

摘要：人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)是获得性免疫缺陷综合征的主要致病因素。目前为止依然缺乏能快速诱导出HIV特异性广谱中和抗体的有效疫苗。一旦HIV-1潜伏在细胞内，则很难被彻底消除，如何活化潜伏感染的细胞进而进行药物治疗是摆在全世界科学家面前的又一难题。而用药物控制HIV-1传播策略的贯彻落实也遇到了诸如经济、政策和社会等各方面的困难。因此，新的预防策略的研究迫在眉睫。

关键词：人类免疫缺陷病毒；入胞抑制剂；疫苗；广谱中和抗体

人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1，HIV-1)的生命周期可以被简单在分成两个部分：入胞阶段和入胞后阶段。临床广泛使用的高效抗反转录病毒疗法是针对入胞后阶段抗病毒药物[1]。该疗法尽管能有效抑制病毒在体内的复制，但是不能彻底清除体内的病毒，而且耐药性毒株也越来越多[2]。因此，针对病毒入胞阶段开发阻断和治疗HIV-1感染的策略尤为重要。HIV-1进入敏感细胞的过程为：HIV-1包膜糖蛋白120(gp120)与靶细胞表面CD4分子结合，引起构象发生变化，并与其共受体结合，使病毒核心进入细胞[3]。近年来HIV-1广谱中和抗体(broadly neutralizing antibodies，bnAbs)的鉴定取得重大突破，分离出大量针对病毒包膜蛋白、CD4受体以及辅助受体的bnAbs。基于这些bnAbs进行的被动免疫疗法在亚临床和临床试验中取得了显著的保护效果。现对靶向HIV-1入胞阶段的中和抗体的研究进展进行综述。

1识别CD4结合位点的bnAbs

b12是在1992年通过噬菌体展示技术从长期无进展感染者体内筛选出来的一个靶向gp120的CD4结合位点，具有广谱中和作用的重组单克隆抗体[4]。在人源化小鼠和恒河猴阴道攻毒实验中，被动给予b12能很好地抑制HIV-1的感染。然而，该中和抗体在体外能诱导出耐受性HIV-1毒株，而且在HIV-1感染者体内也发现了该中和抗体的耐受性毒株[5]。

类似VRC01的bnAbs，包括VRC01~03和VRCPG04，是一类新型CD4结合位点特异性人源单克隆抗体，此类抗体具有非常强的中和HIV-1的活性[6]。这些中和抗体是从那些血清具有很强中和活性的HIV-1感染者体内的抗原特异性B细胞中克隆出来的。VRC01是这类抗体的代表，体外能中和90%以上的HIV-1分离株。VRC01-gp120晶体结构表明，通过部分模拟CD4受体，VRC01直接与gp120的CD4结合位点相互识别。通过进一步的序列分析和晶体结构分析发现，所有类似VRC01的中和抗体通过相似的模式与gp120的CD4结合位点相互作用[7]。早期的研究发现VRC01与人类抗原几乎没有交叉反应，所以基于该抗体的被动过继免疫疗法具有较高的潜在应用价值。而通过人源化小鼠攻毒实验证实，注射b12和VRC01的质粒可以保护实验动物免受HIV-1的感染[8]。

2识别gp41近膜外测区的bnAbs

2F5和4E10是两种从HIV-1感染者体内分离出的针对HIV-1 gp41近膜外侧区膜融合抑制性bnAbs。体外研究表明，2F5能抑制HIV-1感染树突状细胞以及该细胞所介导的HIV-1向T细胞的传递;被动给予2F5能延缓静脉攻毒的黑猩猩发生血清转换;基于2F5的Ⅰ期和Ⅱ期临床研究已经完成并顺利通过[9]。4E10所识别线性表位(NWFDIT)位于2F5表位(ELDKWA)的羧基端。体外研究表明，2F5和4E10具有协同中和作用,在恒河猴直肠攻毒实验中，被动过继2F5和4E10能有效阻断HIV与猴免疫缺陷病毒嵌合病毒SHIV的感染[10]。HIV感染者被动给予2F5和4E10能延缓病毒反跳的时间。由于2F5和4E10具有磷脂结合特性，所以在进入临床应用前两者是否会诱发自身免疫的问题仍需要深入研究[11]。

此外，最近报道了一个识别HIV-1 gp41 近膜外侧区区域的中和抗体，其被命名为10E8，试验中可以中和98%的HIV-1毒株[12]。与2F5和4E10相比，10E8不识别细胞膜磷脂成分，不引起自身免疫。10E8与近膜外侧区结合后的复合物结构表明，gp41紧靠细胞膜有一个高度保守强免疫原性的疏水区。通过检测HIV-1突变株发现，该区域对中和抗体的中和作用至关重要，然而目前还不能确定能否在体外诱导出特异性识别该区域的bnAbs。

3识别CD4分子的bnAbs

Ibalizumab(5A8, TNX-355, TMB-355)是识别CD4受体第二个结构域的人源化单克隆抗体。该抗体并不影响HIV-1与CD4的结合，而是通过非竞争性抑制的方式阻止gp120与CD4结合后的构象变化而抑制病毒进入易感细胞。体外研究证实，Ibalizumab与T-20具有协同抗病毒活性[13]。在恒河猴攻毒实验中，被动给予Ibalizumab尽管能在短时间内抑制病毒复制，但同时能检测到机体抗Ibalizumab反应以及耐药毒株的出现。在临床Ⅰ期研究中，22例HIV-Ⅰ感染者通过静脉给予Ibalizumab，其中20例感染者血浆病毒载量显著下降[14]。

4识别CCR5分子的bnAbs

PRO-140(PA14)是鼠来源的抗CCR5的人源化单克隆抗体，低浓度的该抗体即可有效中和A、B、C、E、F等亚型的HIV-1，且不影响趋化因子与CCR5的相互作用。PRO-140所识别的表位是跨CCR5 N端、胞外第一和胞外第二环的构象表位。PRO-140与CCR5小分子抑制剂Maraviroc、Vicriviroc 或TAK-779联合使用具有协同效应，而与反转录酶抑制剂联合使用只有相加效应。Ⅰ期临床实验表明，PRO-140能显著降低HIV-1感染者血浆病毒载量[15]。进一步的Ⅱ期临床研究表明每周或隔周一次皮下给予PRO-140即可显著降低血浆病毒载量[16]。

5识别糖链的bnAbs

2G12于1994年从HIV-1感染者体内分离出的具有跨亚型中和作用的单克隆抗体，识别gp120表面一处N连接高甘露糖的聚糖簇。研究表明，低剂量的2G12即能有效保护恒河猴免受嵌合病毒SHIV的感染[17]。此外，2G12在人体内具有较长的半衰期，与2F5和4E10相比可以有效抑制病毒复制。PG9和PG16是2009年从HIV-1 A亚型感染者体内分离出来的单克隆抗体，该患者血清具有广谱高效的HIV-1中和活性，而这两种抗体能中和70%~80%的HIV-1全球流行分离株[18]。与b12和2G12相比，PG9与PG16对非B亚型HIV-1具有更强的中和作用，识别成熟的病毒刺突而非gp120单体。两者都具有很长的重链CDR3区域，深入到gp120可变区上面的N联聚糖下面，形成特征性的“锤头”状结构域[19]。这种结构是针对gp120高糖基化V1V2区域中和抗体的公有特征，是抗体与HIV-1特异性结合与中和作用的基础。

使用分离PG9和PG16的技术，从HIV-1感染者体内分离出了一组PGT类单克隆bnAbs[20]。部分PGT类bnAbs活性是PG9、PG16与VRC01的10倍以上。在<0.1 mg/L的浓度下，PGT类bnAbs可以中和27%~50%的毒株。因此，这些抗体可能在低血清浓度下保护易感染群。这类抗体中广谱性最强的PGT128识别gp120分子可变区3区保守氨基酸位点以及2个糖链[21]。

6结语

预防HIV-1的最终解决方案依赖于发展一种有效的疫苗。经过多年的努力，HIV疫苗开发依然还有许多问题没有解决，目前还没有一种疫苗可以应用于临床。在这样的情况下，寻找HIV的bnAbs，通过被动免疫的方式接种于人体，用于预防HIV的传播，是一个务实可行的疫苗替代策略。除此之外，还应该积极探索针对HIV传播的其他非疫苗阻断策略，如合成肽和小分子抑制剂等。

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Research Progress on HIV-1 Broadly Neutralizing AntibodiesFANYan-feng,ZHAOJuan,SHANGJian-zhong. (DepartmentofInfection,JiaozuoThirdPeople′sHospital,Jiaozuo454172,China)

Abstract:Human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) is the major pathogenic factor of acquired immunodeficiency disease(AIDS).So far,there still has no effective vaccine developed that can rapidly induce broadly neutralizing antibodies.How to activate latently infected cells and then apply drug treatment is another problem faced by scientists around the world,because once the latent HIV-1 is in the cell,it is difficult to be completely eliminated.Besides,the implementation of the strategy of controlling HIV-1 infection by anti-HIV drugs has encountered economic,policy,social and other difficulties.Therefore,researches on new prevention strategies are at urgent needs.

Key words:Human immunodeficiency virus; Entry inhibitor; Vaccine; Broadly neutralizing antibody

收稿日期：2013-10-28修回日期：2014-11-10编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.09.018

中图分类号:R183.9; R373.9

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)09-1584-03