可诱导广谱中和抗体的HIV膜蛋白基因变异模式研究

Broadly neutralizing antibody (BNAb) has been proved to be able to block HIVinfection. How to induce BNAb become the important point for HIV vaccines studies.Much data has shown that the produce of BNAb in vivo was the result ofco-evolution of HIV envelope and human antibodies. Antibodies were induced byenvelope protein and further put viral proteins unders immunal pressure. Thepressure pushes HIV env gene to mutate to escape human immunal pressure. As theresult, mutated HIV envelope protein promote the maturation of human antibodies.It can be seen that the unmutated original viral envelope protein and mutatedenveope proteins which could promote antibody matureation were important forinduction of BNAb. In this study, we want to enroll HIV-inected individuals whoobtained natural BNAb in vivo. The case-control study will be fulfilled to compareoriginal viral envelope gene from both case and control populations, the signaturesites important for inducing BNAb will be obtained. Furthermore, individuals whonatually obtained BNAb will be selected for retrospective cohort study. All ofserial samples from time when they were infected to when they obtained BNAb willbe used to anlyze envelope gene of HIV. The important mutations which couldpromote antibodies' evolution and enhance antibodies' neutralizing titer andbreadth will be screened. Finally, all of data will be pooled together to concludethe mutation patter of HIV envelope protein which can induce BNAb. The resultswill provide information for design of HIV vaccine which can induce BNAb.

广谱中和抗体（BNAb）能够阻断HIV的感染，如何诱导其产生是艾滋病疫苗研发的关键。研究显示，BNAb的产生过程是抗体和病毒膜蛋白共进化的结果，膜蛋白诱导祖先抗体产生，在抗体的免疫压力下又发生变异，部分变异膜蛋白再次刺激和筛选B细胞，促进抗体成熟。可以看出，诱导抗体产生的初始病毒膜蛋白和促进抗体成熟的病毒中间体膜蛋白对于诱导机体产生具有广谱中和活性的抗体至关重要。在本研究中，我们拟以体内具有和不具有BNAb的HIV感染者为研究对象，通过病例对照研究分析两组人群感染的初始病毒膜蛋白基因差异，鉴定能够诱导BNAb产生的初始病毒膜蛋白特征性位点；通过回顾性队列研究，分析具有BNAb的感染者感染后系列样本病毒膜蛋白基因差异，筛选出能够促进中和抗体成熟、增加抗体中和滴度和广谱性的关键性变异，确定可诱导BNAb产生的HIV膜蛋白变异模式，为我国研究可诱导BNAb的艾滋病疫苗提供基础信息。

HIV在全球广泛传播，引起了严重的公共卫生问题，有效疫苗是最终战胜艾滋病的重要途径。广谱中和抗体（BNAb）能够阻断HIV的感染，如何诱导其产生是艾滋病疫苗研发的关键。研究显示，BNAb的产生过程是抗体和病毒膜蛋白共进化的结果，明确诱导抗体产生的病毒膜蛋白及其变异模式对于研发能够诱导机体产生广谱中和抗体的疫苗至关重要。在本研究中，我们以HIV新发和早期感染者为研究对象，通过横断面研究和队列研究明确不同HIV感染者人群体内中和抗体分布状况，获得不同感染者体内病毒膜蛋白基因序列，筛选出影响中和抗体滴度和广谱性的关键性变异，分析BNAb产生相关的HIV膜蛋白变异模式，为研究针对我国流行毒株的可诱导BNAb的艾滋病疫苗提供基础信息。主要研究结果包括：（1）完成了HIV早期感染者体内广谱中和抗体分布状况分析。利用属于6种不同HIV亚型的9个假病毒，完成了500例HIV早期感染者体内抗体中和活性分析，发现感染不同HIV亚型的感染者体内抗体中和活性不同，不用年龄、不同感染方式、不同感染时间的HIV感染者体内抗体中和广度和滴度存在差异。针对早期感染者体内病毒Env蛋白氨基酸序列分析显示，不同亚型病毒嗜性和V3环顶端四肽存在明显差异。（2）完成了70例急性/早期HIV-1感染者队列人群双重感染状况分析。发现12例为双重感染，其中9例为二重感染（2例同时感染和7例超感染），3例为三重感染病例（1例同时感染和2例超感染）。该人群双重感染发生率为12.28/100人年，二重感染的发生率为9.21/100人年，三重感染发生率为3.07/100人年，其中同时感染流行率为4.29%，超感染发生率为8.19/100人年。生存分析显示，三重感染者的CD4+T细胞的下降速率比单独感染患者显著加快（p<0.05）。（3）完成了HIV感染者体内病毒Env蛋白基因变异模式分析。获得了我国HIVCRF07_BC亚型优势毒株Env蛋白全长基因序列137例，分析了中国CRF01_AE和CRF07_BC亚型毒株不同流行簇Env蛋白糖基化位点及中和表位分布和位点突变状况，明确了特定中和表位在病毒感染后的变异模式。