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王佑春主任应大会组委会的邀请,于2004年8月30日至9月1日参加在瑞士洛桑召开的国际艾滋病疫苗会议,会议为期3天,参加会议的有来自世界各地从事艾滋病疫苗研究、生产、临床评价、审评和管理以及各相关国际组织的代表等约1千余人。会议每天上午8:30 – 10:30召开全体会议,由国际知名专家作专题报告,然后分组进行学术交流,会议内容包括细胞免疫、体液免疫、载体与佐剂、免疫原的设计、动物模型和临床试验等内容。
细胞免疫
目前评价艾滋病疫苗最大的困难是不清楚疫苗的免疫指标与保护效果的关系。为寻找细胞免疫指标与保护效果之间的关系,必须在疫苗临床试验以前建立敏感的、特异的、重复性好、可定量的细胞免疫检测技术。目前用于评价疫苗细胞免疫的技术主要是采用Elispot方法,由于该方法主要是用于检测有一定免疫功能的淋巴细胞,因此,很多因素可能影响该方法的稳定性和检测结果,因此,有实验室在开展临床试验以前对影响该技术的因素进行了调查,包括采用何种抗凝剂、细胞的纯化时间和纯化步骤、纯化后细胞的保存时间和温度、细胞的运输条件等,而且还对检测新鲜细胞和冻存细胞的结果进行了分析。为保证各实验室结果的可比性,还将一定的样品分发到不同的实验室进行检测,并建立了网络实验室。另外,还有实验室对Elispot试剂的敏感性、特异性、批内差异和批间差异进行了评估。
对病毒感染或免疫苗后的细胞免疫的评价主要是通过检测机体的CD8+和CD4+的T淋巴细胞,CD8+细胞主要代表细胞杀伤性T淋巴细胞,病毒特异性的CD8+ T淋巴细胞可以降低HIV感染早期的病毒血症,对控制病毒的复制以及疾病的进程具有重要作用,因此建立检测病毒特异性CD8+ T淋巴细胞的方法是很重要的。在过去常用Elispot检测CD8+细胞分泌干扰素的情况来推测病毒特异性CD8+细胞的功能。但CD8+细胞的功能是多样的,它可以产生细胞毒性反应,也可以产生多种细胞因子和化学因子(如 MIP1b)。因此,有人比较了检测CD8+ T淋巴细胞5种功能的方法,即检测去颗粒形成的能力(即检测CD107a)、检测细胞因子IFNγ,IFNα,IL2和化学因子MIP1b,结果显示CD8+ T淋巴细胞的功能是非常复杂的,它的功能主要是通过表达化学因子MIP1b来控制的。过去所主要检测的IFN g分泌情况在多数个体中并不能准确定量HIV特异性的CD8+ T淋巴细胞的功能,而且也没有任何功能性指标与控制病毒载量以及疾病的进程有直接的关系。因此,建议在HIV感染中检测CD8+ T淋巴细胞的多种功能以便正确评价机体的免疫反应。
体液免疫
在这部分内容中主要是对中和性抗体的研究,其中包括对各种中和抗体检测方法的比较和分析,其中常用的方法是单培养周期的假病毒中和实验。大部分实验室用这种方法对实验室制备的单克隆抗体,病人感染HIV后血清以及接种疫苗后血清中的中和抗体进行分析。目前有些实验室开始筛选中和性单克隆抗体,由于HIV变异较大,目前所得到的中和性单抗大部分为针对某一株病毒或某一亚型病毒的中和性单抗,有个别实验室也得到了具有广谱中和作用的单抗,并对其结构进行了深入的分析,大部分广谱中和性单抗是针对gp41 C端抗原表位的,只有个别广谱中和性单抗针对gp120抗原表位。但是gp120可以明显影响gp41中和性单抗的活性,这一发现对研制治疗性及预防性单抗具有重要意义。同时还对人体感染HIV后中和抗体产生的情况以及母体中和性抗体对HIV母婴传播的阻断作用也进行了研究,母体高滴度的中和性抗体可以有效地预防同亚型病毒的母婴传播。由于HIV病毒的变异很大,不同病毒对中和性抗体的敏感程度不同,实验显示HIV的膜区结构将明显影响其中和性单抗的敏感性,V3区糖基化数低的病毒对中和性抗体的敏感性明显增强,这对今后设计免疫原具有重要意义。
体与佐剂
由于麻疹病毒已使用多年,证明是安全的,因此,有几家实验室开始用麻疹病毒作为载体研制HIV疫苗,主要是将HIV有关基因插入到麻疹病毒的N和M基因以及H和L基因之间,重组后的病毒仍能复制并且也是比较稳定的。这种病毒不仅能产生麻疹病毒的相关蛋白,形成麻疹病毒颗粒,接种后用于预防麻疹,而且也能产生HIV病毒的相关蛋白用于预防HIV感染,在动物实验中显示了较好的结果,初步的实验结果都显示这些载体能用于研制HIV疫苗,诱导较好的细胞免疫和体液免疫,但是需要采用不同的初免及加强免疫策略(Prime-boost)。流行病学调查显示在美国和非洲等国家,腺病毒5(ad5)的抗体流行率较高,而腺病毒11(ad11)和腺病毒35(ad35)的抗体流行率较低,在这些国家使用ad5载体可能影响其效果。但是ad11和ad35在机体内产生的免疫反应并不能被血清中已存在的针对ad5的免疫反应所抑制,因此,在这些国家可以使用ad11和ad35作为载体。采用腺病毒不同亚型分别作为载体进行初免和加强免疫所产生的免疫效果明显好于用同一亚型腺病毒进行初免和加强免疫,而且不管用ad5进行免疫还是进行加强免疫,其机体内已存在的抗ad5免疫反应将明显影响其免疫效果。因此,建议在已存在抗ad5免疫反应中采用腺病毒不同基因型或DNA和非ad5腺病毒进行初免和加强免疫。同时对生物佐剂还进行了广泛的研究,采用CPG ODN、TLR7/8和CD40L等可能明显地增强HIV疫苗的细胞免疫和体液免疫反应。
免疫原的设计
由于HIV病毒变异很大,要研制对HIV感染具有广泛保护作用的HIV疫苗,必须设计新的免疫原。其免疫原的设计主要集中在诱导广泛的细胞免疫和体液免疫反应。一种设计是在疫苗免疫原中增加多种HIV疫苗蛋白,即除含有HIV gag、pol、env基因外,还增加Tat等基因,因为Tat蛋白本身可以诱导很高的细胞免疫反应,而且还可以作为佐剂增加机体对HIV其它抗原的免疫反应。第二种设计是选择HIV病毒中的细胞免疫反应表位和体液免疫反应的表位制成重组基因来制备新的免疫原,包括不同免疫位点的重组、不同亚型的表位重组等,通过这些手段企图诱导广泛的细胞和体液免疫反应。第三种设计方案是企图诱导广泛的中和性抗体,主要是通过选择合适的膜区片段,对其进行表达,表达后对其进行正确的折叠,保证其能形成多聚体(主要是三聚体),有一个完整的立体结构,可更有效的诱导中和抗体。另一种方法是对HIV膜区抗原进行改造,尤其是HIV env蛋白是高度糖基化,现在很多实验室对糖基对免疫反应,尤其对诱导中和抗体及与中和抗体反应的影响进行分析,研究显示,膜区糖基化198位点的删除可提高约10倍的中和免疫反应,而删除88位和303位糖基化位点并不能改变与中和抗体的反应,因此,通过选择性的删除糖基化位点可以改变其诱导中和抗体的水平。另外,还可以选择去除不同的高变区,如去掉V2高变区,保留V1高变区,可以明显增加对V3区抗体的反应,推测可能是删除V2区,暴露了中和性位点。
动物模型
这次会议有关动物模型的报道明显增多,主要是将猴免疫缺陷病毒(SIV)中的膜区基因(Env)由人免疫缺陷病毒(HIV)的膜区基因替代,构建SHIV病毒,对这类病毒在不同猴子中的敏感性进行了分析比较,其中包括来自非洲、印度和中国的猴子,发现不同地区的猴子对SHIV的敏感程度不同,SHIV在敏感程度高的猴体内可以持续感染并诱导AIDS类症状,是评价HIV疫苗较理想的模型。由于目前还没有较理想的HIV疫苗,因此,很多实验室采用这种动物模型来研究HIV疫苗以及中和抗体的保护效果。实验显示猴子口服SHIV896病毒1小时后,将三种中和抗体(ZG12、2F5和4E10)联合接种猴子,可以完全保护感染病毒;口服SHIV89.6P 病毒后4小时,联合接种3种中和抗体也能完全保护猴体感染病毒;但口服SHIV89.6P病毒24小时后,联合接种3种中和抗体,所有猴子都产生了病毒血症,但病毒滴度和达到高峰的时间较对照组低,而且没有一只猴子显示明显的CD4细胞的下降。这一结果说明在暴露病毒不同时间内使用中和抗体的被动免疫其保护效果是不同的,而且其作用也与中和抗体效价、剂量等有关,这对今后开展中和抗体的治疗作用具有指导作用。许多实验室也采用猴/SHIV作为动物模型,对试验性HIV疫苗的免疫原性、保护效果以及不同疫苗的免疫策略进行分析,其中包括对新型DNA疫苗、蛋白疫苗、MVA和禽痘病毒等疫苗进行评价,实验说明猴/SHIV是一种较理想的动物模型,它不仅可产生特异性细胞免疫,而且也能产生特异的细胞免疫反应,其免疫反应与人体内的免疫反应类似。
临床试验
目前仍有一些HIV疫苗继续开展临床试验,在肯尼亚对HIV DNA和MVA疫苗进行了Ⅰ期临床试验,结果显示这些疫苗是安全的,但免疫组的阳性免疫反应为10~25%,与对照组无明显差异,这一研究不能说明其在良好的免疫原性。在英国开展的HIV DNA和MVA疫苗的Ⅰ期临床试验也显示接种这类疫苗后常见的反应是注射部位的局部反应,并没有系统的副反应。因此,该类疫苗是安全的。对免疫原性分析显示产生HIV特异性CD8+ T淋巴细胞反应者仅有18%左右,因此,也没有显示出较好的免疫原性。脂肽疫苗也是目前一种新型的HIV疫苗,有实验室对脂肽疫苗LIP0-4的免疫原性进行了临床试验,这种疫苗是由来自于HIV Gag、Pol 和Nef区的四段多肽连接到破伤区毒素的T辅助细胞表位组成的,临床实验显示11/13自愿接种者产生了CD4+ T淋巴细胞免疫反应。7/12自愿接种者产生了抗HIV特异性的CD8+ T淋巴细胞反应,说明这种抗原可以诱导较好的细胞免疫反应。另一种脂肽疫苗LIP0-5是由2个来自于Nef区的多肽、2个来自于Gag区的多肽和1个来自于Pol区的多肽与破伤区毒素的T细胞位点连接制成的,对LIP0-5单独应用和与金丝雀痘病毒载体疫苗联合应用的安全性及免疫原性也进行了分析,实验显示不管是LIP0-5单独使用,还是与金丝雀痘病毒疫苗联合应用都是安全的,无严重的全身不良反应,而且在HIV非感染者中都能诱导较好的细胞免疫反应。目前正在开展Ⅱ期临床试验,对其安全性及免疫原性做进一步分析。
通过参加这次会议,了解了国际上HIV疫苗的研究方向、研究进展以及存在的问题,扩大了视野,对我们开展这一工作具有很大的帮助。