NIAID研究:基于mRNA的实验性HIV疫苗在动物试验中显示出前景

据美国国立卫生研究院(NIH)下属的国家过敏症和传染病研究所(NIAID)的科学家称,一种基于mRNA的实验性HIV疫苗(与两种高效的COVID-19疫苗所用的平台技术相同)在小鼠和非人灵长类动物试验中显示出了希望。他们发表在《自然医学》上的研究结果表明,这种新型疫苗是安全的,并能促使人们对一种类似艾滋病毒的病毒产生理想的抗体和细胞免疫反应。

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与未接种疫苗的动物相比,接受这种实验性疫苗和多次加强针接种的猕猴每次暴露于猴/人免疫缺陷嵌合病毒(SHIV)的感染风险降低了79%。这项研究由NIAID免疫调节实验室的Paolo Lusso博士领导,并与NIAID的其他科学家、Moderna公司的调查员和其他机构的同事合作。

“尽管全球研究界进行了近四十年的努力,但预防艾滋病毒的有效疫苗仍然是一个难以实现的目标,”论文共同作者、NIAID主任安东尼·福奇说。“这种实验性mRNA疫苗结合了几个特点,可能会克服其他实验性HIV疫苗的缺点,因此代表了一种有希望的方法。”

该实验性疫苗的工作原理与mRNA COVID-19疫苗类似。然而,该疫苗不是携带冠状病毒刺突蛋白的mRNA指令,而是提供制造两个关键HIV蛋白--Env和Gag的编码指令。接种动物的肌肉细胞将这两种蛋白质组装起来,产生病毒样颗粒(VLPs),其表面上有许多Env的拷贝。尽管它们不能引起感染或疾病,因为它们缺乏HIV的完整遗传密码,但这些VLPs在刺激适当的免疫反应方面与整个传染性的HIV相匹配。

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研究人员报告说,在对小鼠的研究中,两次注射形成VLP的mRNA疫苗在所有动物中诱发了中和抗体。由mRNA指令在小鼠体内产生的Env蛋白与整个病毒中的Env蛋白非常相似,这是对以前实验性HIV疫苗的一种改进。Lusso博士说:“在每个VLP上显示多份真实的HIV包膜蛋白是我们平台的特殊功能之一,它密切模仿自然感染,并可能在激发所需的免疫反应方面发挥了作用。”

该团队随后在猕猴身上测试了Env-Gag VLP mRNA疫苗。疫苗方案的细节在不同的接种动物亚群中有所不同,但都涉及到用经过修改的疫苗来激发免疫系统,以优化抗体的产生。启动后,在一年内进行多次加强针接种。加强针疫苗包含Gag mRNA和Env mRNA,它们来自原始疫苗中使用的HIV分支以外的两个分支。研究人员使用多种病毒变体来优先激活针对Env中更保守的“共享”区域--广义中和抗体的目标--的抗体,而不是针对每个病毒株中不同的更多可变区域。

尽管提供的mRNA剂量很高,但疫苗的耐受性很好,只对猕猴产生了轻微的、暂时的不良反应,如食欲不振。到第58周,所有接种疫苗的猕猴都产生了针对12种不同HIV病毒株的测试小组中大多数病毒株的可测量水平的中和抗体。除了中和抗体外,VLP mRNA疫苗还诱导了强大的辅助性T细胞反应。

从第60周开始,免疫的动物和未免疫的猕猴对照组每周通过直肠粘膜暴露于SHIV。由于非人灵长类动物对HIV-1不敏感,科学家们在实验中使用嵌合SHIV,因为这种病毒在猕猴中会复制。经过13次每周的接种,七只免疫猕猴中的两只仍然没有被感染。其他免疫动物的感染总体上有所延迟,平均在8周后发生。相比之下,未免疫的动物平均在三周后就会被感染。

“我们现在正在完善我们的疫苗方案,以提高产生的VLPs的质量和数量。这可能会进一步提高疫苗的效力,从而降低产生强大免疫反应所需的主要接种和加强针强接种次数。”Lusso博士说:“如果确认安全有效,我们计划在健康的成人志愿者中进行这种疫苗平台的一期试验。”

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