我国HIV-1感染长期不进展者广谱中和抗体筛查和抗原表位鉴定

The development of HIV vaccine that can induce broadly neutralizing antibody is one of the main directions of the current HIV/AIDS research. To date, some broadly neutralizing antibodies and the relevant epitopes have been identified. However, because the basic knowledge for the immunogenic design and the understanding for the mechanism are limited, the attempt to induce the production of broadly neutralization antibodies failed. In this work, we will screen broadly neutralizing HIV-1 antibodies among HIV long-term nonprogressors in China to find the high titer serum that can neutralize a variety of HIV strains circulating in China. Further, we will screen the epitopes recognized by neutralizing antibodies through yeast surface display system. And we will get the env gene sequences of quasispecies by high-throughput sequencing, and perform phylogenetic analysis for the nucleic acid sequences of the epitopes. We will explore the combination pattern and the evolution characteristics of epitopes. Based on these studies, we will optimize the combination pattern of epitopes, and validate their immunogenicity in experimental animals. This study will contribute to the theoretical and practical foundation to develop an effective AIDS vaccine.

发展能够诱导广谱中和抗体的疫苗是当前艾滋病研究的主要努力方向之一。目前，虽然已经发现了一些广谱中和单克隆抗体及其所识别的抗原表位，但由于对免疫原设计的基本知识和作用机制的认识还不够深入，针对诱导广谱中和抗体产生的尝试仍没有成功。本研究将针对我国的HIV-1主要流行株，在HIV-1感染长期不进展者中进行广谱中和抗体的筛查，以获得滴度高并能中和多种病毒株的感染者血清。在此基础上，通过酵母表面展示系统进行中和抗体识别表位的筛选，通过高通量测序获得外膜蛋白的基因准种序列，对相应表位的核酸序列进行进化分析,探索抗原表位的组合模式以及抗原表位的进化特征。综合上述结果，对主要表位进行优化组合，并通过动物试验对其免疫原性进行初步验证。本研究将为开发有效的艾滋病疫苗奠定理论和实践基础。

诱导广谱中和抗体的产生仍然是目前艾滋病疫苗研究的思路之一，HIV-1感染长期不进展者（long-term non-progressors, LTNPs）是广谱中和抗体产生的候选人群，本研究利用现存的疾病资源对LTNPs中的中和活性抗体进行研究。对云南省收集142例感染超过8年、CD4+T淋巴细胞计数大于500 cells/ul且未接受抗病治疗的感染者进行了病毒学的分析，提示抗体中和活性具有HIV-1基因型的特异性，而高病毒载量与中和抗体的强度和中和谱具有相关性，这在一定程度上证实较好的中和抗体是在病毒的不断刺激下产生的。对具有交叉中和活性和无交叉中和活性的样品的高通量测序分析表明有交叉中和活性的样品中的优势准种在弱化，表现为优势准种的比例较低，而劣势准种得到增强，不同准种的频率差异减小，准种间的基因距离增加，提示抗原多样化与交叉中和抗体产生有关。本项目进行了深入的分子机制的研究，通过HIV-1膜蛋白酵母表面展示系统对VRC01的抗原表位进行了筛选和分析，在此基础上选取了三个具有代表性的抗原片段基因，在昆虫杆状病毒表达系统中成功表达了这三个基因的蛋白单体和三聚体，通过不同的抗原组合和免疫策略进行了小鼠的免疫，并成功在小鼠血清中检测到针对这几种蛋白的结合和中和活性抗体。本研究从病毒的方面研究了中和抗体产生的相关机制，提示免疫原的组合和免疫的策略是诱导产生bNAb的关键，在疫苗设计选择免疫原时需要充分参考自然感染过程中产生bNAb个体中病毒变异的特征，同时还需要考虑这些变异出现的时间系列特征。此外，本研究还在诱导中和抗体产生方面进行了尝试，通过进一步完善和优化具有运用开发的潜力。