乳牛广谱中和抗体可制止多种艾滋病毒感染

美国国立卫生研究院支持的科学家已经向前迈出了重要的一步，通过免疫犊牛，为HIV引发广谱中和抗体（broadlyneutralizingantibodies，bNAbs）。研究结果提供了艾滋病毒疫苗设计的见解，并支持进一步研究修饰牛抗体作为人类的艾滋病毒治疗或预防工具。7月20日出版的《自然》杂志所公布的研究指出，在四头牛身上注射一种艾滋病毒蛋白之后，研究人员发现，牛体迅速产生有效的病毒抗体。这种抗体名为广泛中和抗体，能制止多种艾滋病毒的感染。

研究人员观察到，约有10％至20％的艾滋病毒感染者自然会发现病毒，但通常只有大约两年的感染。实验室已经显示这些bNAbs，以阻止大多数HIV菌株感染人类细胞，并保护动物模型免受感染。然而，迄今为止科学家一直没有成功通过免疫来促进人体免疫系统产生bNAbs。此外，虽然与感染艾滋病毒感染者分离的bNAbs在灵长类动物研究中已经证明是有希望的，并已进入艾滋病毒预防和治疗的人类研究，但仍然存在关于有效抗体是否可以快速生产并适合广泛分布的规模的问题。

牛可以提供一些帮助来解决这些问题，报告研究人员支持国家过敏和传染病研究所（NIAID），在斯克里普斯研究所（TSRI）。虽然牛不自然地获得人类HIV病毒，但是它们的免疫系统具有独特的特征，研究人员认为，当注射HIV免疫原或设计用于模拟HIV表面蛋白质的蛋白质时，它们可以产生有效的抗体。

研究人员在他们的研究中，将HIV免疫原注射到四头犊牛的侧腹，并等待其免疫系统作出反应。两次注射后，四只母牛在血液中迅速发生（天）艾滋病毒感染。这种免疫原-一种BG505SOSIP三聚体可以一致和迅速地引发HIVbNAb反应。

虽然牛bNAbs不太适合目前形式的人类临床应用，但是探索这种快速生产可能有助于回答重要的研究问题。

从疫情的早期开始，我们已经认识到，艾滋病毒非常擅长逃避免疫力，所以自然产生广谱中和抗体的特殊免疫系统是非常有趣的-无论是属于人类还是牛类，AnthonySFauci，MD，NIAID主任说。

TRSI研究者从免疫的小牛中分离出特异性抗体来研究其性质。这些抗体之一是特别有效的，并且与HIV用来附着和感染免疫细胞的关键部位结合。称为NC-Cow1，它剔除了大约三分之二的不同艾滋病毒分离群体。这种活动与从人类分离的bNAbs有些相似，例如VRC01，一种临床试验中作为艾滋病毒预防工具的药物VRC01，可以中和90％的艾滋病毒株，但效力较差。

艾滋病毒研究者丹尼斯伯顿博士（rton）说：少数感染艾滋病毒的人会感染艾滋病毒，但只有在感染了很长时间之后，身体的病毒就已经发展成抗拒这些防御措施。这项研究中的有力反应是显着的，因为牛似乎在相对较短的时间内产生bNAbs。与人类抗体不同，牛抗体更有可能具有独特的特征，并在复杂的艾滋病毒免疫原中获得优势。

艾滋病研究人员以前发现，从艾滋病毒感染者身上分离出来的bNAs多年来往往会有更长版本的环状区域称为HCDR3。这些延伸的循环有助于穿透HIV表面的糖分子，使高效抗体达到并识别HIV蛋白的隐藏区域并中和病毒。在以前的实验中，TSRI团队及其合作者观察到，牛以比人类更高的频率产生具有长HCDR3环的抗体，这些HCDR3环是超长的，并且牛免疫细胞可以产生具有有效免疫原结合的抗体，基本上不同于在人类免疫细胞中发生的机制。研究人员指出，一种有希望的艾滋病疫苗开发方法可能是促进人类免疫系统长期HCDR3循环的发展。

虽然没有人明确地知道为什么这些强大的抗体在牛中演变，但一个理论认为长HCDR3环与动物的广泛胃肠系统相关。牛和其他反刍动物在其消化道中具有多室胃和强壮的细菌群，以帮助分解坚硬的草类饮食。然而，如果这些细菌逃离肠道，这些细菌可能会带来感染风险，因此，用于产生有效抗体的多功能机制的牛将从增加的保护中大大受益。进一步研究这一机制如何有助于在牛中引起艾滋病毒感染者可能会启发艾滋病毒疫苗开发的新方法。

IAVI研究负责人和抗体发现与发展总监DevinSok说：艾滋病毒是一种人类的病毒，研究人员肯定可以从动物界的免疫应答中学习。

研究人员还可以探索模拟或修饰有效的分离的bNAb或类似物质，以开发基于实验抗体的HIV治疗和预防工具，以及为进一步发展以避免人类抗体反应的其他病原体的治疗。制药业已经使用与农业相关的牛和其他动物，如鸡和猪，以产生抗体治疗剂和预防剂，疫苗免疫原和治疗性激素。因为目前的研究表明，牛免疫系统通常可以快速产生针对难治病原体如HIV的有效抗体，免疫牛和发现这样的抗体可能成为确保这些工具易于获得的有用方法。