HIV逃避CTL反應(yīng)與疫苗研制

1、 摘要：HIV免疫逃避有5個(gè)方面：抗原逃逸；病毒胞膜復(fù)合物上抗體表位的親和力改變；主要組織相容性抗原（MHC）下調(diào)；CD4+ T細(xì)胞膚質(zhì)細(xì)胞的損傷與整合等。宿主的CTLs可與被呈遞到被感染細(xì)胞表面與MHC相結(jié)合的病毒肽段特異性結(jié)合，識(shí)別并摧毀被感染的細(xì)胞。但隨著HIV胞膜復(fù)合物上抗體表位的缺失或者突變，導(dǎo)致抗原呈遞過(guò)程收到影響，突變位點(diǎn)的研究為相關(guān)疫苗的研制找準(zhǔn)了方向。同時(shí)，在傳統(tǒng)HAART療法的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)相關(guān)疫苗增強(qiáng)CTL反應(yīng)與引發(fā)病毒特異性抗體成為疫苗研制新的目標(biāo)。 關(guān)鍵詞：免疫逃避、HIV、CTL反應(yīng)、疫苗研制 正文：人類(lèi)與HIV的斗爭(zhēng)，說(shuō)到底是病毒的不斷進(jìn)化與免疫系統(tǒng)不斷適應(yīng)的過(guò)程。

2、HIV每天都以驚人的速度復(fù)制，通過(guò)多種途徑破壞免疫細(xì)胞。在機(jī)體患病數(shù)年后，雖然病毒的無(wú)休止增長(zhǎng)會(huì)受到免疫系統(tǒng)的強(qiáng)烈抵抗，但最終結(jié)果還是HIV獲勝，免疫系統(tǒng)強(qiáng)烈受損，艾滋病全面爆發(fā)。為什么HIV不能在機(jī)體感染后不能被立即清除，為什么在后續(xù)的治療中只能將HIV含量控制在極低的范圍，甚至在患者血清中幾乎無(wú)法檢測(cè)到，最后換來(lái)的卻始終是HIV反撲？現(xiàn)在學(xué)界普遍認(rèn)為HIV 在體內(nèi)存在多個(gè)潛藏庫(kù)，總體上分為解剖水平與細(xì)胞水平。前者包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)、胃腸道和生殖道等，后者包括淋巴結(jié)核血液中的休眠記憶性T細(xì)胞、不同組織中的巨噬細(xì)胞與樹(shù)突狀細(xì)胞?，F(xiàn)階段的研究精力主要集中在細(xì)胞與基因水平而在研究HIV逃避免疫系統(tǒng)攻

3、擊的過(guò)程中，最令人矚目的要數(shù)CTL細(xì)胞（細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞）。它不僅是在機(jī)體對(duì)抗HIV的戰(zhàn)役中分泌各種細(xì)胞因子，對(duì)已經(jīng)感染的細(xì)胞進(jìn)行殺傷，與自然殺傷細(xì)胞構(gòu)成機(jī)體抵抗AIDS的重要防線，但同時(shí)也作為HIV感染后最大的選擇壓力，成為推動(dòng)其細(xì)胞表面特殊位點(diǎn)變異的重要因素。接下來(lái)，讓我們聚焦CTL細(xì)胞，來(lái)初步探尋HIV逃避CTL反應(yīng)的可能策略與機(jī)制。 在被感染的機(jī)體細(xì)胞內(nèi)部具有多種酶可將病毒蛋白加工成短鏈多肽，同時(shí)多肽被呈遞到細(xì)胞表面，可以和MHC1類(lèi)分子形成復(fù)合體。此時(shí)宿主的CTL細(xì)胞可與此復(fù)合物特異性結(jié)合，識(shí)別并摧毀被感染的細(xì)胞。CTL反應(yīng)強(qiáng)弱與HIV 的數(shù)量有一定的同步關(guān)系，特別是病毒復(fù)制急性期

4、，CTL反應(yīng)達(dá)到峰值，理論上說(shuō)，只要免疫系統(tǒng)足夠強(qiáng)大，在這一階段，機(jī)體內(nèi)的所有病毒都能被清除，但是總有一些特殊位點(diǎn)變異的頑固分子逃避了CTL和其他免疫細(xì)胞的追蹤。在臨床實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，一個(gè)HIV內(nèi)部蛋白（gag）上的多個(gè)抗原表位，都能刺激殺傷性T細(xì)胞做出反應(yīng)。美國(guó)醫(yī)生麥克·邁克爾在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，多位患者的CTL細(xì)胞利用HLA(人類(lèi)白細(xì)胞抗原)分子的變異體B27呈遞抗原表位，另外部分患者利用另外一種變異體B8。前者使CTL細(xì)胞只能特異性識(shí)別Gag蛋白上的一種片段（已經(jīng)證明這是一種變異的片段），后者能特異性識(shí)別同種蛋白上的三種片段（同樣這是三種已經(jīng)變異的片段），有意思的是，CTL細(xì)胞對(duì)這三

5、種片段的反應(yīng)強(qiáng)弱有明顯的差異。但問(wèn)題又呈現(xiàn)出來(lái)，這種差異是如何形成的?對(duì)此，牛津大學(xué)的馬丁·A·諾瓦克與其同事構(gòu)建了計(jì)算機(jī)模型。 這一模型的假設(shè)在于，被感染的細(xì)胞在分解HIV 時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多種能為殺傷性T細(xì)胞識(shí)別的抗原表位，而且被呈遞之細(xì)胞表面（現(xiàn)已證明多位點(diǎn)變異客觀存在，而且是變異的主流類(lèi)型）。在模型中，如果讓抗原表位隨機(jī)突變，隨后我們用特異性熒光標(biāo)記追蹤變種的生長(zhǎng)過(guò)程，每個(gè)表位會(huì)激活多個(gè)CTL細(xì)胞。一個(gè)特定抗原表位能激活多少CTL細(xì)胞，取決于多少CTL細(xì)胞攜帶了多少種這種表位，以及該表位對(duì)CTL細(xì)胞的刺激性有多強(qiáng)。實(shí)際臨床過(guò)程中，患者的免疫力會(huì)隨年齡的增長(zhǎng)而下降，探求這種

6、免疫力下降的原因，實(shí)際上是CTL 免疫反應(yīng)的波動(dòng)。如果病毒不發(fā)生變異，單一CTL細(xì)胞主導(dǎo)的殺傷性免疫反應(yīng)能夠完全清楚病毒的潛力。怕就怕在強(qiáng)烈刺激表位發(fā)生改變，相應(yīng)T續(xù)保無(wú)法識(shí)別，攜帶該表位的HIV將在免疫系統(tǒng)的眼皮底下逃離。于是，免疫系統(tǒng)的注意力轉(zhuǎn)移到刺激性相對(duì)較弱的表位。而且隨著“注意力”的多次轉(zhuǎn)移，不同T細(xì)胞數(shù)量會(huì)產(chǎn)生極大波動(dòng)。于是，HIV給免疫系統(tǒng)造成了麻煩：除了是自己更少地收到攻擊，還能夠迷惑免疫系統(tǒng)，使其注意力轉(zhuǎn)移至刺激性較弱的表位。因此，生存壓力的降低使得HIV大量繁殖，迅速殺滅自己的細(xì)胞層次的宿主。如何找到這些突變位點(diǎn)并且正確評(píng)估其變異的可能性疫苗的研發(fā)提供新的思路。在艾滋病疫苗

7、的研究早期，人們都是仿照脊髓灰質(zhì)炎病毒、麻疹病毒、天花病毒等在人類(lèi)中流行的傳統(tǒng)疫苗的設(shè)計(jì)方法，但是無(wú)論是失活的病毒疫苗、減毒疫苗還是重組蛋白疫苗都被證明無(wú)效。他們不但自身存在潛在的致病性，而且很難引起CTL 反應(yīng)。現(xiàn)在我們都將疫苗的研制放在病毒的注入過(guò)程與復(fù)制過(guò)程。我們都知道，HIV-1通過(guò)它表面的外膜蛋白gp120結(jié)合素質(zhì)細(xì)胞的CD4受體，從而干煸構(gòu)想促進(jìn)與趨化因子受體的相互作用，從而感染靶細(xì)胞。另一種細(xì)胞表面受體CCR5也是HIV進(jìn)入細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白。因此疫苗的研究思路一方面可以往封閉CCR5或者CD4這方面靠攏防止HIV繼續(xù)感染的基礎(chǔ)上，另一方面積極開(kāi)發(fā)GagDNA疫苗。為什么偏偏是Gag

8、 ,而不是Tat或者其他靶點(diǎn)呢？因?yàn)楦腥竞?，病毒Tat的合成要早于Gag，由于先合成的蛋白具有更大的選擇壓力。當(dāng)然，我們至今仍然不能排除，正如麥克·邁克爾所建立的計(jì)算機(jī)模型中所描述的那樣，Gag能夠引起CTL更強(qiáng)烈的刺激。如果能夠在針對(duì)選擇像Gag這樣能強(qiáng)烈刺激CTL 反應(yīng)的位點(diǎn)作為制作疫苗的靶點(diǎn)，便可以最大程度激發(fā)細(xì)胞免疫產(chǎn)生相應(yīng)的記憶細(xì)胞與細(xì)胞因子。又由于其相對(duì)較低的選擇壓力，病毒在一定時(shí)間內(nèi)難以變異，因此，至少可以在一定時(shí)間內(nèi)預(yù)防感染。事實(shí)上，每一種疫苗的有效期都是有限的，比如說(shuō)乙型肝炎疫苗，其有效期一般為4-5年，但是與HIV不同的是，HBV并不攻擊人類(lèi)的免疫系統(tǒng)，因此人類(lèi)免疫系統(tǒng)的進(jìn)化速度（即對(duì)于HBV變異的反應(yīng)速度）更快，完全可能在病毒剛剛發(fā)生變異沒(méi)有進(jìn)入宿主細(xì)胞進(jìn)行DNA的整合是就將其消滅，然后升級(jí)特異性免疫，因此，大部分人都不需要每隔四至五年注射加強(qiáng)針。如果艾滋病疫苗的有效期能達(dá)到4年，甚至一年半載，也是重大的突破，為預(yù)防感染，減少傳染做出巨大的貢獻(xiàn)。但是很可惜的是，在經(jīng)典模型恒河獼猴身上的應(yīng)用否定了我們認(rèn)為所有的理想位點(diǎn)。因此，我們多余圖面位點(diǎn)的準(zhǔn)確性把我還不是很