长期缓慢递送的免疫策略可以加强HIV疫苗效果

撰文 | 一只鱼

大多数疫苗是通过产生蛋白中和抗体和长期免疫记忆来抵抗病原体的感染，但是对于快速突变的病毒（如人类免疫缺陷病毒，HIV）来说，理想的疫苗应该产生交叉反应性或广泛中和性抗体，以应对不同的病毒变体。但是，到目前为止，无论是在人类还是非人灵长类动物中，疫苗接种都还不能在血清中产生广泛的抗HIV抗体。

近日，来自美国拉霍亚免疫学研究所的Shane Crotty研究团队在Nature上发表题为Long-primed germinal centres with enduring affinity maturation and clonal migration的文章，发现对恒河猴进行长期缓慢递送HIV的Env蛋白免疫致敏，可以使得生发中心B细胞（BGC）持续至少6个月，并且在第10周时，BGC数目可以达到传统免疫方式的186倍。

高亲和力抗体是由生发中心（GC）中亲和力成熟过程产生的，GC是B细胞竞争抗原并且B细胞受体（BCR）经历持续的体细胞高频突变（SHM），被GC 滤泡辅助性T细胞（GC-TFH）选择，从而进化出高亲和力抗体的位置。

Shane Crotty研究团队之前的研究工作发现为期7-14天的缓慢递送可以加强免疫响应，并且会导致GC持续存在2个月【1,2】。但是GC可能的最长寿命是多少，以及其背后的生物学机制仍然不清楚。

研究人员首先用重组的HIV Env三聚体MD39免疫三组恒河猴，第一组用快速大剂量注射（100μg），第二组和第三组用缓慢递送、剂量递增的方式进行注射，将100μg分为7次，以剂量递增的方式隔天注射，共12天，然后第一组和第二组在第10周时注射加强针，第三组在第30周时注射加强针。

他们每2-3周对接种疫苗后的恒河猴的腹股沟淋巴结进行细针抽吸活检来取样检测GC，发现第一组的可以结合Env的BGC细胞占总BGC细胞的比例在第三周时达到顶峰，之后逐渐下降，而第二组和第三组的可以结合Env的BGC细胞占总BGC细胞的比例持续增加，在第10周时达到第一组的186倍。

对第二组和第三组进行持续追踪发现，GC在第13、16、21、25和29周时仍很活跃，而且在第29周时，可以结合Env的BGC细胞的比例中位数仍然比基数高49倍。

因此，长期缓慢递送的免疫致敏可以导致GC持续激活长达几个月。

研究人员发现，在注射加强针之后的第2-3周，第二组和第三组的恒河猴血清中结合Env的IgG滴定度产生了相似的峰值，但是第三组在加强针后第6周仍然维持了更高的结合Env的IgG滴定度。他们用中和滴定度检测了产生的中和抗体的质量，并检测了抗原表位广泛性，发现第二组和第三组产生的中和抗体质量更好，靶向的抗原表位也更广泛。

长期缓慢免疫致敏可以增强抗体质量

并且，他们对采样的B细胞检测了BCL6（BGC细胞的谱系决定转录因子）和KI67（快速分裂细胞的标志物），发现在第5-6个月时，72%的BGC细胞仍然是快速增殖的。并且他们进行了单细胞转录组测序，发现核心的BGC细胞功能性基因的表达在6个月的时间内仍然维持稳定，说明BGC细胞可以长期维持，在6个月时仍然具有高度功能性。

最后，他们进行了一系列实验来比较第二组和第三组的BGC细胞，包括通过BCR测序来评估SHM、检测克隆多样性以及克隆谱系中的突变模式，结果显示BGC细胞受体进化可以持续好几个月。并且他们对抗体亲和力成熟进行检测，结果发现6个月的免疫致敏过程可以使得某些BGC细胞提升近1000倍的亲和力。

此外，他们发现记忆B（Bmem）细胞在多个克隆谱系中广泛存在，并且在左侧和右侧的腹股沟淋巴结（LN）中不同时间点可以检测同样的克隆，说明一侧LN中的Bmem可以进入血液循环，进入另一侧LN的GC中。

总的来说，这项研究发现，在没有新抗原刺激的情况下，12天的缓慢递送免疫策略使得GC可以持续存在至少191天，在第6个月时GC都是有功能的，BGC细胞经历增殖、体细胞高频突变、亲和力成熟，使得这些长期存在的GC可以产生高质量的中和抗体。希望这种长期缓慢递送的免疫策略可以促进人们对于快速突变病毒（如HIV和COVID-19）疫苗的研发。

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05216-9

制版人：十一

参考文献

1. Pauthner, M. et al. Elicitation of Robust Tier 2 Neutralizing Antibody Responses in Nonhuman Primates by HIV Envelope Trimer Immunization Using Optimized Approaches.Immunity46, 1073-1088.e6 (2017).

2. Cirelli, K. M. et al. Slow Delivery Immunization Enhances HIV Neutralizing Antibody and Germinal Center Responses via Modulation of Immunodominance.Cell177, 1153-1171.e28 (2019).

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