HIV逃避CTL反应与疫苗研制.doc

摘要：HIV免疫逃避有5个方面：抗原逃逸；病毒胞膜复合物上抗体表位的亲和力改变；主要组织相容性抗原（MHC）下调；CD4+ T细胞肤质细胞的损伤与整合等。宿主的CTLs可与被呈递到被感染细胞表面与MHC相结合的病毒肽段特异性结合，识别并摧毁被感染的细胞。但随着HIV胞膜复合物上抗体表位的缺失或者突变，导致抗原呈递过程收到影响，突变位点的研究为相关疫苗的研制找准了方向。同时，在传统HAART疗法的基础上，开发相关疫苗增强CTL反应与引发病毒特异性抗体成为疫苗研制新的目标。
关键词：免疫逃避、HIV、CTL反应、疫苗研制
正文：人类与HIV的斗争，说到底是病毒的不断进化与免疫系统不断适应的过程。HIV每天都以惊人的速度复制，通过多种途径破坏免疫细胞。在机体患病数年后，虽然病毒的无休止增长会受到免疫系统的强烈抵抗，但最终结果还是HIV获胜，免疫系统强烈受损，艾滋病全面爆发。为什么HIV不能在机体感染后不能被立即清除，为什么在后续的治疗中只能将HIV含量控制在极低的范围，甚至在患者血清中几乎无法检测到，最后换来的却始终是HIV反扑？现在学界普遍认为HIV 在体内存在多个潜藏库，总体上分为解剖水平与细胞水平。前者包括中枢神经系统、胃肠道和生殖道等，后者包括淋巴结核血液中的休眠记忆性T细胞、不同组织中的巨噬细胞与树突状细胞。现阶段的研究精力主要集中在细胞与基因水平而在研究HIV逃避免疫系统攻击的过程中，最令人瞩目的要数CTL细胞（细胞毒性T淋巴细胞）。它不仅是在机体对抗HIV的战役中分泌各种细胞因子，对已经感染的细胞进行杀伤，与自然杀伤细胞构成机体抵抗AIDS的重要防线，但同时也作为HIV感染后最大的选择压力，成为推动其细胞表面特殊位点变异的重要因素。接下来，让我们聚焦CTL细胞，来初步探寻HIV逃避CTL反应的可能策略与机制。
在被感染的机体细胞内部具有多种酶可将病毒蛋白加工成短链多肽，同时多肽被呈递到细胞表面，可以和MHC1类分子形成复合体。此时宿主的CTL细胞可与此复合物特异性结合，识别并摧毁被感染的细胞。CTL反应强弱与HIV 的数量有一定的同步关系，特别是病毒复制急性期，CTL反应达到峰值，理论上说，只要免疫系统足够强大，在这一阶段，机体内的所有病毒都能被清除，但是总有一些特殊位点变异的顽固分子逃避了CTL和其他免疫细胞的追踪。在临床实验中发现，一个HIV内部蛋白（gag）上的多个抗原表位，都能刺激杀伤性T细胞做出反应。

美国医生麦克·迈克尔在一项实验中发现，多位患者的CTL细胞利用HLA(人类白细胞抗原)分子的变异体B27呈递抗原表位，另外部分患者利用另外一种变异体B8。前者使CTL细胞只能特异性识别Gag蛋白上的一种片段（已经证明这是一种变异的片段），后者能特异性识别同种蛋白上的三种片段（同样这是三种已经变异的片段）有意思的是，CTL细胞对这三种片段的反应强弱有明显的差异。但问题又呈现出来，这种差异是如何形成的?对此，牛津大学的马丁·A·诺瓦克与其同事构建了计算机模型。
这一模型的假设在于，被感染的细胞在分解HIV 时，会产生多种能为杀伤性T细胞识别的抗原表位，而且被呈递之细胞表面（现已证明多位点变异客观存在，而且是变异的主流类型）。在模型中，如果让抗原表位随机突变，随后我们用特异性荧光标记追踪变种的生长过程，每个表位会激活多个CTL细胞。一个特定抗原表位能激活多少CTL细胞，取决于多少CTL细胞携带了多少种这种表位，以及该表位对CTL细胞的刺激性有多强。实际临床过程中，患者的免疫力会随年龄的增长而下降，探求这种免疫力下降的原因，实际上是CTL 免疫反应的波动。如果病毒不发生变异，单一CTL细胞主导的杀伤性免疫反应能够完全清楚病毒的潜力。怕就怕在强烈刺激表位发生改变，相应T续保无法识别，携带该表位的HIV将在免疫系统的眼皮底下逃离。于是，免疫系统的注意力转移到刺激性相对较弱的表位。而且随着“注意力”的多次转移，不同T细胞数量会产生极大波动。于是，HIV给免疫系统造成了麻烦：除了是自己更少地收到攻击，还能够迷惑免疫系统，使其注意力转移至刺激性较弱的表位。因此，生存压力的降低使得HIV大量繁殖，迅速杀灭自己的细胞层次的宿主。
如何找到这些突变位点并且正确评估其变异的可能性疫苗的研发提供新的思路。在艾滋病疫苗的研究早期，人们都是仿照脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、天花病毒等在人类中流行的传统疫苗的设计方法，但是无论是失活的病毒疫苗、减毒疫苗还是重组蛋白疫苗都被证明无效。他们不但自身存在潜在的致病性，而且很难引起CTL 反应。现在我们都将疫苗的研制放在病毒的注入过程与复制过程。我们都知道，HIV-1通过它表面的外膜蛋白gp120结合素质细胞的CD4受体，从而干煸构想促进与趋化因子受体的相互作用，从而感染靶细胞。另一种细胞表面受体CCR5也是HIV进入细胞的关键蛋白。因此疫苗的研究思路一方面可以往封闭CCR5或者CD4这方面靠拢防止HIV继续感染的基础上，另一方面积极开发GagDNA疫苗。为什么偏偏是Gag ,而不是Tat或者其他靶点呢？因为感染后，病毒Tat的合成要早于Gag，由于先合成的蛋白具有更大的选择压力。当然，我们至今仍然不能排除，正如麦克·迈克尔所建立的计算机模型中所描述的那样，Gag能够引起CTL更强烈的刺激。如果能够在针对选择像Gag这样能强烈刺激CTL 反应的位点作为制作疫苗的靶点，便可以最大程度激发细胞免疫产生相应的记忆细胞与细胞因子。又由于其相对较低的选择压力，病毒在一定时间内难以变异，因此，至少可以在一定时间内预防感染。事实上，每一种疫苗的有效期都是有限的，比如说乙型肝炎疫苗，其有效期一般为4---5年，但是与HIV不同的是，HBV并不攻击人类的免疫系统，因此人类免疫系统的进化速度（即对于HBV变异的反应速度）更快，完全可能在病毒刚刚发生变异没有进入宿主细胞进行DNA的整合是就将其消灭，然后升级特异性免疫，因此，大部分人都不需要每隔四至五年注射加强针。如果艾滋病疫苗的有效期能达到4年，甚至一年半载，也是重大的突破，为预防感染，减少传染做出巨大的贡献。但是很可惜的是，在经典模型恒河猕猴身上的应用否定了我们认为所有的理想位点。因此，我们多余图面位点的准确性把我还不是很好，至少还没有找到相对保守又能强烈引起CTL反应的靶蛋白或者相应的基因。在这及时找到了这种位点，及时咋动物（比如恒河猕猴，小白鼠）模型被证明有效，但是应用到人类自身又是另外一种效果。虽然如此，我们国家已有疫苗进入临床二期实验阶段。
参考文献;
《科学美国人》合订版修订（生活与健康）