艾滋病疫苗
一种预防和治疗艾滋病的生物制品
艾滋病疫苗是有效预防和治疗艾滋病(艾滋病)的重要手段。AIDS是由人类免疫缺陷病毒(Human immutnodeficiency virus,HIV)侵入机体,引起免疫功能严重缺陷,导致以机会性感染、恶性肿瘤和神经系统病变为特征的临床综合征。
自HIV被确认为AIDS的病原体以来,科学家们就开始了对AIDS预防与治疗的研究。最理想的HIV疫苗是能产生有效的中和抗体,又能产生有效的细胞免疫,并且具有持久的、可以完全清除病毒的免疫力。但由于HIV的高度变异性及易整合到宿主细胞基因组中,易发生免疫逃逸,HIV的组织构造性质复杂、缺乏最佳动物模型等因素,导致HIV疫苗的研发经历了重重困难。多种技术路线的疫苗进入临床试验阶段,但尚未获得成功,艾滋病疫苗研发仍然是一个世界性难题。
HIV疫苗的研究策略多从预防性疫苗转为治疗性疫苗,各国一直通过各种技术手段研发新的HIV疫苗,包括传统疫苗、重组蛋白亚单位疫苗、载体疫苗、核酸疫苗等。
疫苗类型
灭活HIV疫苗和减毒活疫苗
在HIV疫苗研制初期,HIV的灭活疫苗和减毒活疫苗在动物实验中证实可以诱导部分免疫应答,但由于这两类疫苗均含有HIV的遗传物质,有重新激活或是整合到宿主细胞染色体中的可能性而造成不可预知的后果,因而不能证明临床应用的安全性,因此这两类疫苗的研究处于停滞状态。
病毒样颗粒(VLP)疫苗
VLP疫苗利用Gag自身可以组装成病毒颗粒样结构的特性,在昆虫细胞-杆状病毒表达系统中表达产生Gag、Env等基因,但不含病毒核酸的假病毒颗粒(含有蛋白酶反转录酶)。VLP疫苗可以诱导机体产生一定程度的体液和细胞免疫应答。病毒样颗粒的表达还用在了核酸疫苗和载体疫苗的设计中。病毒样颗粒还可以同时表达多个HIV结构蛋白,例如Gag-Pol、Gag-Env及Gag-Pol-Env的重组基因表达。动物免疫结果表明,病毒样颗粒可以诱导一定的体液和细胞免疫反应。研究显示,病毒样颗粒表达的Env的免疫原性并不比Env重组亚单位疫苗好,特别是诱导中和抗体的能力很局限,但这种不足可以通过DNA疫苗初免而大大增强VLP疫苗的免疫原性。
核酸疫苗
核酸疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗,是将编码某种抗原的外源基因(DNA、RNA)与哺乳细胞表达载体质粒重组后,直接导入宿主体内,通过宿主的表达系统合成抗原蛋白,诱导其产生对该抗原蛋白特异的免疫应答。核酸疫苗既可诱导构象依赖性抗体,不具有致病潜力,易制备成多价疫苗;还可诱导抗原特异性体液免疫和细胞免疫。核酸疫苗生产工艺较简单,质量稳定,DNA疫苗易保存,但mRNA疫苗极易降解,需-70℃以下保存。核酸疫苗一般不会整合到宿主的基因组上,但不能排除少数质粒或mRNA通过反转录的方式整合到染色体上而引起突变的可能性,一旦整合到基因组中可能会使细胞癌基因激活或抑癌基因失活而诱发癌症。
蛋白疫苗
多肽疫苗
多肽疫苗是指利用多肽合成技术,制备HIV蛋白的功能性抗原多肽和T细胞表位,免疫机体后产生特异性的体液和细胞免疫反应。合成肽曾用于设计以HIV Env V3为靶抗原的疫苗,试图诱导产生有效的中和抗体,但是免疫结果表明并未达到预期的效果。合成多肽疫苗技术被用于研制以MHC-Ⅰ和MHC-Ⅱ限制性的多肽,以求产生特异性的CD8+和CD4+T细胞反应。
重组亚单位疫苗
HIV有高度变异性,诱导机体产生广谱中和抗体是疫苗成功的关键。研究人员利用细菌、酵母和真核生物表达系统在体外重组表达HIV表面膜蛋白单体、结构单位、催化单位、调控因子、三聚体多肽等,如gp120蛋白、gp140蛋白、gp140蛋白三聚体、Tat蛋白、多肽类及融合蛋白等。此类疫苗安全性良好,但其多为单体重组蛋白,刺激产生的中和抗体谱较窄。而构建接近天然结构的HIV-1重组糖蛋白成为研究热点。
HIV膜蛋白(Env,gp160):是病毒表面糖蛋白,是诱导中和抗体的靶抗原,Env蛋白是由gp120和gp41蛋白单体通过非共价键结合为异源二聚体,三个二聚体组成三聚体刺突铆钉在病毒包膜上。
Tat蛋白:是HIV-1基因组编码的调控蛋白,在病毒的基因表达、复制、传播和疾病进展中发挥重要作用。Tat蛋白促进免疫激活和病毒传播,使宿主的免疫防御功能丧失。此蛋白免疫原性区域保守,在不同HIV亚型中均能诱导免疫反应。
载体疫苗
载体疫苗是将外源基因插入非致病性病毒、减毒活疫苗病毒或非致病性细菌而构建的重组疫苗,外源基因在宿主细胞内表达,可产生对基因产物及载体的免疫应答。此类疫苗安全性良好,易于生产和保存。HIV疫苗的载体包括:腺病毒载体(Ad)、痘病毒科载体、腺相关病毒载体(AAV)、麻疹病毒载体(MV)、水痘口炎病毒载体(VSV)、仙台病毒载体(SeV)等。
“Mosaic”疫苗
研制能应对高度变异、多种亚型HIV的艾滋病疫苗困难重重。为了应对HIV的高度变异,科学家们提出了“Mosaic”疫苗的概念。“Mosaic”音译为马赛克,运用镶嵌的方式进行新型冠状病毒疫苗设计。不同HIV都有自己“独特”的基因序列,免疫系统根据这些基因序列就能识别不同的HIV。科学家们将这些基因序列精巧地拼接起来,构成了一个具备多种HIV特征的全新基因,这就是“Mosaic”基因。将“Mosaic”基因装载在腺病毒科等载体上,就成了“Mosaic”疫苗。
由于“Mosaic”疫苗中包含了多种HIV的基因片段,能够覆盖全球大多数的HIV毒株,其最大的优势就是能诱导机体产生针对多种HIV毒株的免疫反应,增强了机体识别不同HIV毒株的能力。“Mosaic”HIV疫苗除了诱导机体产生体液免疫外,还能诱导细胞免疫,提高T细胞免疫反应的广度,激活细胞毒性T细胞(CTLs),有效识别HIV并抑制其复制。
树突状细胞(DC)疫苗
有“天然佐剂”之称的DC对抗原的有效处理和呈递是细胞毒性T淋巴细胞(CTL)透生的关键,而HIV感染者常伴抗原呈递细胞(APC)功能的损害,利用DC作为疫苗的载体从理论上是可行的。
抗独特型内影像疫苗
美国学者用抗HIV包膜或其在CD4 T细胞上的天然受体CD4分子的抗独特型抗体的途径研制疫苗。优点是能提供构型上准确的抗原决定簇,而又没有灭活病毒疫苗固有的危险性,也不会像合成抗原或重组抗原那样在制备时有可能丧失免疫原性。Kennedey已用抗独特型抗体作为免疫原对包括黑猩猩在内的许多动物免疫,使之产生抗HIV的中和抗体,并引起细胞介导免疫。
研究历程
安全性和有效性是HIV疫苗设计和研制的最基本要求。自从20世纪80年代初开始艾滋病疫苗研究,疫苗研究已经历了3代。
20世纪80年代是第一代艾滋病疫苗研究阶段,以诱导传统中和抗体研究为主,开展针对HIV膜蛋白的蛋白疫苗和多肽疫苗研究,但均未获成功。
第二代疫苗研究始于20世纪末,从诱导中和抗体的B细胞疫苗转向诱导杀伤细胞的T细胞疫苗,以降低感染后病毒载量为主要设计目标,10年来经过以非复制型病毒载体(等)为主的研究未获成功。
第三代艾滋病疫苗研究,包括改造HIV天然抗原的新免疫原设计研究;以提高HIV抗原免疫原性并兼顾细胞免疫和体液免疫的复制型病毒载体;以诱导黏膜免疫为主的新载体研究;以诱导固有免疫继而激活继发免疫的新佐剂研究;以系统和系统免疫学的方法指导疫苗免疫保护机制的研究等。
灭活HIV疫苗
灭活HIV疫苗最早就是由发明灭活脊髓灰质炎疫苗的Jonas Salk于1987年提出,并利用灭活的HIV病毒颗粒(Remune)进行试验。Remune疫苗就是美国Immune Response BioPharma公司生产的灭活疫苗,由去除了病毒包膜糖蛋白gp120的灭活病毒颗粒(经Β-丙内酯和辐照灭活)在不全Freund佐剂中乳化而成,因其含有灭活病毒而不含病毒亚单位,故能刺激细胞免疫应答而不会刺激体液免疫应答。该疫苗也是第一个进入Ⅲ期临床试验的治疗性疫苗。根据Remune疫苗Ⅰ/Ⅱ期的临床试验结果,2014年2月14日美国食品药品监督管理局(FDA)为Remune(R)治疗儿童(16岁以下)HIV/艾滋病颁发了罕用药(孤儿药)认定。
核酸疫苗
1995年起,HIV核酸疫苗已经用于多个Ⅰ期和Ⅱ期临床试验中。虽然HIV核酸疫苗在动物试验中收到良好的效果,但是在人体试验中产生的免疫水平较低。但是,核酸疫苗和其他疫苗(如活载体疫苗、蛋白亚单位疫苗)联合实用,通过初免和加强免疫,明显提高其免疫效果,具有很大的潜力。
蛋白疫苗
多肽疫苗
多肽疫苗中比较突出的是挪威Bionor公司的VACC-4X治疗性疫苗。Vacc-4X是靶向HIV病毒蛋白p24保守结构域的治疗性多疫苗,在随机、双盲对照的Ⅱ期临床研究中显示VACC-4X是安全的,耐受性良好,有免疫原性,最重要的是可以降低中断cART治疗后的病毒载量。该公司另外一个HIV治疗性疫苗Vacc-C5发布的I/I期临床试验结果显示了良好的治疗前景。Vacc-C5是靶向HIV包膜糖蛋白gp120的C5区和穿膜糖蛋白gp41的一个结构域,旨在诱导HIV特异性抗体的产生。
重组亚单位疫苗
1987年美国最早就是选用HIV膜蛋白gp160疫苗进行临床试验;2003年和2004年,VaxGen公司从1991年就开始研制的两个重组gp120亚单位疫苗分别在美国(AIDSVAX B/B)和泰国(AIDSVAX B/E)的Ⅲ期临床试验证实,gp120疫苗不能有效预防HIV感染,也不能降低HIB病毒滴度,最终这两个最早的Ⅲ期临床试验均宣告失败。虽然单纯的gp120单体亚单位疫苗不能诱导非常有效的免疫反应,但是研究表明,在核酸疫苗初免的基础上用gp120亚单位疫苗进行加强免疫,可以明显提高Env特异的抗体水平和中和抗体,并能有效地增强细胞免疫反应。在核酸疫苗初免和gp120亚单位疫苗加强免疫的猕猴试验中,对SHIV的攻击产生了良好的保护作用。此外,以Env为靶抗原的重组亚单位疫苗仍方兴未艾,在新型Env重组亚单位疫苗的研究中,有多种改良的Env设计,例如g140多聚体,通过二硫键稳定Env的空间结构,在Env中删除V2区,对提高中和抗体的作用有限。
载体疫苗
安万特·巴斯德公司研制的载体重组痘病毒疫苗(ALVAC-HIV)在法国美国已完成对800名志愿者的安全观察,在乌干达进入Ⅱ期临床研究。40位18~40岁HIV阴性的健康志愿者将在6个月内接受4次注射,如果结果令人满意,研制艾滋病疫苗的进程可能加快。
中国CDC自20世纪90年代起开始研究艾滋病疫苗,使用痘苗病毒(rTV)重组HIV的AIDS疫苗Ⅰa期结果表明:受试者均出现了预期的疫苗接种反应,对rTV疫苗可良好耐受,未观察到严重不良反应;Ⅰb期完成了全部受试和临床访视,无严重不良事件,安全性好,正在进行Ⅱ期临床试验。长春百克公司研制的脱氧核糖核酸和重组痘苗病毒安卡拉株(modified vaccinin virts Ankar,MVA)AIDS-1苗正在进行Ⅱ期临床试验。
2005-2013年间有三个基于重组腺病毒5(rAd5)载体HIV疫苗的Ⅲ期临床试验备受关注。第一个临床试验(代号Step)由来自北美洲南美洲加勒比海地区和澳大利亚的15个城市中的3000多名志愿者参与;第二个临床试验(代号Phambili)由南非的801名志愿者参与,使用的都是Merck公司的V520疫苗(嵌合表达HIV-1蛋白ga、gol和nef)。不幸的是这两个试验都由于疫苗明显增加了受试者HIV易感性而被迫中止。第三个是由美国国立卫生研究院(NIH)的国家过敏和传染病研究所(NIAID)资助进行的HVTN505临床试验,该试验是用HIV核酸疫苗初免,再用rAd5载体疫苗加强免疫,该临床试验2009年开始实施,由美国19座城市约2500名同性恋志愿者参与。在试验处于Ⅱ期临床第二阶段时,独立数据和安全监督委员会(DSMB)分析相关数据后发现实验组中有41人感染HIV,而对照组只有30人感染病毒,说明疫苗没有降低感染风险。此外该委员会还发现疫苗也没有减少感染者血液中的病毒数量,NIH被迫于2013年4月28日叫停了该临床试验。这三个被迫中止的临床试验严重挫败了重组腺病毒载体HIV疫苗的研究。
金丝雀痘病毒载体HIV疫苗在多个临床试验中被广泛研究和评估,其中一个称作“ALVAC”金丝雀痘病毒载体表达的Env/Gag/Pol疫苗,在多个不同的Ⅰ期和Ⅱ期临床试验中证明,其只可以诱导较低的细胞免疫,CTL的阳性率仅为24%~64%,美国NIH同样被迫中止了试验。2009年美国和泰国联合研制出一种新疫苗(RV144),该疫苗方案是用金丝雀痘病毒载体疫苗初免,然后用gp120蛋白抗原进行加强。在为期3年的期临床试验中共对16400名泰国人进行了试验,结果证明该疫苗可以使HIV感染的可能性降低26%,这是第一个被证明可以对人形成保护的HIV疫苗。
“Mosaic”疫苗
2017年,Dan H.Barouch等科学家研发的“Mosaic”艾滋病疫苗开始了I/IIa临床试验:用含有HIV“Mosaic”基因的腺病毒科作为免疫原,随后用gp140包膜蛋白增强免疫,临床试验结果显示疫苗具有良好的安全性和耐受性,在和人体均诱导了强大的体液细胞免疫反应;正在进行ⅡB临床试验。基于上述研究,Kathryn E Stephenson等人采用了免疫时间更短、方法更简单的疫苗接种方案,来评估疫苗的安全性、免疫原性和耐受性是否发生改变。相较于Dan的12个月接种方案,6个月的接种方案诱导的免疫反应的强度未见降低。这为疫苗研制成功后的快速普及提供了可能。四价“Mosaic”疫苗也完成了I/IIa期临床研究,与三价疫苗相比,四价疫苗诱导的免疫反应强度和广度更具优势。与其他类型不同,“Mosaic”疫苗融合了来自世界各地的HIV毒株的遗传物质,可以诱导更为广谱的免疫反应。
树突状细胞(DC)疫苗
巴塞罗那大学团队研究发现,他们将HIV感染者自身HIV病毒热灭活后致敏自身单核细胞来源的DC,制备成DC疫苗接种HIV携带者,12周时在22名接种者中,有12人HIV病毒载量降低了90%以上,而对照组中全部11名接受安慰剂的患者中,只有1人获得了相似的结果;24周后,疫苗的效力开始下降,在剩余的20名疫苗接种患者中,有7人病毒载量下降了90%,对照组10名患者无一人病毒量下降。这一历时7年的研究发布在2013年的《科学一转化医学》(Science-Translational Medicine)杂志上,是发布的最坚实的HIV治疗性疫苗有效可行的证据。
抗独特型内影像疫苗
RV144疫苗是唯一完成Ⅲ期临床试验的疫苗,它是跨国公司美国军队泰国卫生部合作,在泰国进行由第一、第二代AIDS疫苗组合(VaxGen的gpl20和Aventis Pasteur公司的重组禽痘疫苗)而成的疫苗(RV144),Ⅲ期临床试验对招募的16000多名受试者进行为期3年的随访观察,结果显示该疫苗预防HIV感染的保护率为31%。该疫苗试验结果的发表,使整个艾滋病疫苗的研制由以T细胞疫苗为重点又转回到以B细胞疫苗为重点的疫苗研究。
研发难点
自1981年发现HIV病毒以来,除了孤儿药Remune疫苗之外,尚没有真正意义上的临床应用,说明了这一领域研究的艰辛和困境。
HIV病毒的高度变异性
一方面是由于宿主的免疫压力;另一方面HIV是一种慢病毒,属反转录病毒的一种,由于反转录酶没有核酸纠错性,会在复制时产生大量基因组变异的子代病毒,这使得用某一个或某一个亚型的毒株研制的疫苗对其他毒株和其他的亚型不能产生有效的免疫保护。HIV的流行毒株还存在着地区差异,由于世界上存在着难以计数的HIV变异株,并且每天都在产生新的变异毒株,如何产生广谱的体液和细胞免疫反应,是待解决的问题。
机体缺乏有效的HIV免疫保护机制
HIV自然感染后,机体对病毒复制的影响尚不是很清晰,病毒高度变异造成机体内存在大量无效的非中和性抗体,APC以及HIV靶细胞CD4+T淋巴细胞数量和功能受到抑制,多数情况下机体免疫系统不能有效清除HIV病毒,也不能有效阻止HIV的再次感染。即使机体产生HIV特异的中和抗体,也难达到完全清除病毒。HIV一旦稳定地整合到宿主基因组上,形成病毒潜伏的细胞储存池,中和抗体更无能为力。这些都是研究和发展HIV疫苗需要面临的挑战。
缺乏有效的HIV感染动物模型
实验动物可以用于检测疫苗的免疫原性,通过体外试验证明疫苗产生特异性细胞和体液免疫的能力,但是无法证明其保护性作用。虽然猕猴等的实验可以检测疫苗对猴免疫缺陷病毒(SIV)和嵌合猿猴/人免疫缺陷病毒(SHIV)的保护,但是并不能直接预测对HIV的保护。适当的动物模型是疫苗研究必要的。许多HIV-1的原始毒株经黑猩猩(chimpanzee)传代后在黑猩猩体内可产生一定水平的复制,并引起CD4+T细胞数量减少,但不能有效诱发艾滋病样的疾病。虽然黑猩猩是研究HIV疫苗较理想的动物模型,但由于黑猩猩是受严格保护的动物,并且数量很少,这也限制了其用于疫苗的研究。
临床受试者群体的局限性和临床试验的周期很长
通常只有经过Ⅰ期、Ⅱ期和Ⅲ期临床试验才能评估待选疫苗的安全性和有效性。Ⅰ期和Ⅱ期临床试验主要针对疫苗的安全性和免疫原性,需要在健康志愿者中进行。Ⅲ期临床试验才能评估待选疫苗在高危人群的有效性。完成这些试验需要成千上万的志愿者,而且对试验结果的评估需要很长的时间。
研究方向
多价疫苗设计
采用多种HIV抗原联合设计疫苗的方法,即多价疫苗的设计;主要是是针对HIV易变异的特点,另一方面是细胞免疫和体液免疫的联合,在细胞免疫中不仅通过疫苗活化HIV特异性CD8+T细胞免疫,更要活化有益的CD4+T细胞免疫(不适宜的CD4+T细胞活化可能促进HIV的感染)。
通过抗HIV的bnAb结构分析带动疫苗设计
一般来说,HV感染后的生存时间大致为10~13年,但有部分感染者CD4+T淋巴细胞计数可以维持在正常水平10年以上,且HIV病毒核糖核酸拷贝控制在1000拷贝/毫升以下,即LTNPs;更有极少数未接受抗病毒治疗者病毒载量在检测下限以下,RNA拷贝低于50拷贝/毫升这些感染者被称为“病毒控制者”或是“精英控制者”,这部分感染者的比例往往低于1%。观察到的最长病毒控制时间长达25年,他们的血清在体外可中和多种亚型HIV-1,过继给动物模型能保护其不受HIV-1感染(需要注意的是bnAb只是精英控制者机体控制HIV感染的机制之一)。随着对bnAb的进一步了解,除了诱导bnAb初始B细胞分化增殖,定向产生bnAb之外,也给HIV治疗性疫苗提供了方向。既可以选择不同时间点“病毒控制者”的病毒序列顺序免疫,重现逃逸与抗体进化过程,诱导产生更多bnAb,更重要的是还可以采用反向疫苗设计思路,主动设计并改造膜蛋白形式,将bnAb的关键表位转化为高效的HIV治疗性疫苗。挪威Bionor公司的Vacc-4X和Vacc-C5就是反向疫苗设计成功的典型例子。
多种疫苗联合使用
疫苗免疫接种策略的优化,即将多种疫苗联合使用。单一的HIV疫苗有其局限性,多种不同疫苗混合应用,有可能达到任何单一形式的疫苗难以达到的理想效果。例如,类似“鸡尾酒”的多价和多基因疫苗,在疫苗设计时就考虑到病毒变异的各种可能性,可能会产生较广谱的免疫反应。不同疫苗的联合的初免和加强免疫,可产生不同疫苗的互补和协同免疫效果,从而使疫苗更加有效。初免疫苗可以是DNA疫苗,也可以是病毒载体疫苗;加强免疫可以选择蛋白疫苗、病毒载体疫苗等类型。RV144试验就是采用的病毒载体初免,蛋白疫苗加强免疫的策略。
研究进展
HIV疫苗的研究策略多从预防性疫苗转为治疗性疫苗,治疗性疫苗希望通过诱导或增强患者体内特异的HIV免疫反应,控制患者体内的病毒载量,从而降低其对抗病毒药物的依赖。各国一直通过各种技术手段研发新的HIV疫苗,包括传统疫苗、重组蛋白亚单位疫苗、载体疫苗、核酸疫苗等。
传统疫苗
HIVAX疫苗是采用VSV体系包装的复制缺陷型HIV假病毒,其Ⅰ期临床结果表明HIVAX疫苗安全,能诱导强烈的抗HIV免疫反应,且能显著控制HIV感染者体内的病毒载量,同时可减少免疫激活/慢性炎症和潜伏感染。
Remune加佐剂IFA+Amplivax处于临床Ⅲ期的研究,结果还未披露。
HIV重组亚单位蛋白疫苗
SANDERS等对BG505毒株的Env改造,合成了可溶的具有开放式结构的三聚体抗原BG505 SOSIP.664 gp140,其结构和免疫原性与天然Env三聚体近似,可在兔子体内诱导较强的广谱中和抗体。该疫苗已进入临床Ⅰ期的研究(NCT03699241,NCT04177355,NCT04224701)。
进入Ⅱb期临床的疫苗732462是p24-RT-Nef-p17融合蛋白治疗性疫苗,研究发现该疫苗能诱导F4特异性的CD4(+)T细胞反应,但没有降低HIV-1病毒载量和CD4细胞数量。LFn-p24B.C是中国进入Ⅱ期临床的治疗型疫苗,LFnp24B.C是一种用重组大肠杆菌表达的与HIV-1 Gag p24抗原(B.C亚型)融合的蛋白质,经铝佐剂吸附制备的疫苗,其作为ART的辅助治疗手段,前期在北美、非洲和中国完成了Ⅰ期临床研究(CTR20130371),结果显示在接受ART HIV感染者中具有良好的安全性和免疫原性,能提高CD4细胞计数,并改善免疫活化指标。其Ⅱ期临床试验正在招募中(CTR20202666,CTR20202668)。
载体疫苗
APPOACH研究方案是采用表达Env/Gag/Pol嵌合抗原的Ad26载体(Ad26.Mos.HIV,三价疫苗)初免,用表达这些抗原的Ad26或者MVA载体表达gp140蛋白增强免疫。疫苗临床Ⅰ/Ⅱa期(NCT02315703)结果显示,所有疫苗均有良好的安全性和耐受性。mosaic Ad26 初免/Ad26+gp140加强对人免疫原性最强,受试者中env特异性结合抗体应答、抗体依赖的细胞吞噬应答和T细胞应答的阳转率分别为100%、80%和83%。该疫苗在猕猴免疫后经6次SHIV-SF162P3攻毒后预防感染的保护效力为66%。TRAVERSE临床研究发现四价的疫苗(Ad26.Mos4.HIV)比三价疫苗(Ad26.Mos.HIV)能引起更强的免疫反应。该疫苗Ⅱb期临床试验(NCT03060629)已在非洲启动。2019年,该疫苗的Ⅲ期临床试验(NCT030964415)启动,预计于2023年结束。
RV144临床试验的扩展试验(VCP2438)是痘病毒载体疫苗ALVAC-HIV及二价C亚型gp120/MF59在南非开展的Ⅲ期临床试验(NCT02968849/HVTN702),其疫苗组和对照组分别入组2704名及2700名无HIV感染的成年人,在0、1个月注射ALVAC-HIV,之后在第3、6、12、18个月注射ALVAC-HIV+二价C亚型gp120-MF59佐剂加强针,在中期分析中新型冠状病毒疫苗组和安慰剂组分别有138名和133名受试者感染HIV-1。2020年2月,HVTN702临床研究已中止。
核酸疫苗
DNA疫苗
一个旨在研究DNA疫苗(脱氧核糖核酸HIV-PT123)和蛋白疫苗(AIDSVAX® B/E)及CN54 gp140+MPLA-L的不同组合联合免疫效果,临床试验将在乌干达进行(NCT04066881)。
中国疾病预防控制中心牵头研发的HIV疫苗DNA-rTV疫苗是核酸和复制型重组天坛痘苗联合使用的疫苗,该疫苗选择CRF07_BC HIV-1 CN54株的nef、gag、pol和gp140基因,利用rTV或rTV/DNA疫苗构建HIV疫苗。猕猴体内的试验显示,该疫苗能诱导强烈的细胞和体液免疫应答,同时疫苗组相较于对照组对SHIV-CN97001有显著的保护作用,表现出较低的病毒血症。该疫苗已完成了Ⅰ期和Ⅱ期临床试验(CTR20130984、NCT01705223、CTR20170315),前期临床试验显示DNA-rTV疫苗安全性良好,免疫性强,能够诱导受试者产生强的抗体反应和细胞免疫反应。2019年该疫苗启动了多中心Ⅱ期临床试验(CTR20190300),其研究结果值得期待。另外吉林大学也完成了DNA-MVA(核酸疫苗和重组痘苗联合使用)的临床试验Ⅰ期(NCT01881582),正在进行临床Ⅱ期研究。
RNA疫苗
HIV的mRNA类疫苗的临床试验较少。HIVARNA-01是结合树突状细胞激活策略的HIV-1治疗性疫苗,由HIVACAT-TriMix组成,编码APC激活分子(CD40,TLR4和CD70的组成型活性变体)和HIV靶抗原的混合mRNA,HIVARNA-01旨在实现HIV感染的“功能性治疗”。该疫苗完成了Ⅰ期临床试验(NCT02413645)证明了其安全性,但Ⅱa期临床试验(NCT02888756)中期分析显示与安慰剂相比没有足够的免疫原性而中止。
展望
最理想的HIV疫苗是能产生有效的中和抗体,又能产生有效的细胞免疫,并且具有持久的、可以完全清除病毒的免疫力。
虽然安全有效的HIV疫苗是征服艾滋病的根本出路,但是由于HIV疫苗的研究和发展还存在着诸多的问题,要研制出理想的疫苗还需长时间的不懈努力。随着对HIV和AIDS的致病机理和免疫学的深入研究,科学家们也逐渐对疫苗的研究和发展有了新的认识,利用新的科学技术对疫苗进行更合理的设计和创新,产生了新的策略而且更有针对性。例如:
随着对HIV的生物学特性和宿主对HIV的免疫反应的深入研究和了解,人类将不断开发出创新的,改良的新型疫苗来控制艾滋病的传播。
参考资料
..2023-11-26
“Mosaic”疫苗——艾滋病疫苗新希望.“Mosaic”疫苗——艾滋病疫苗新希望.2023-11-10
目录
概述
疫苗类型
灭活HIV疫苗和减毒活疫苗
病毒样颗粒(VLP)疫苗
核酸疫苗
蛋白疫苗
多肽疫苗
重组亚单位疫苗
载体疫苗
“Mosaic”疫苗
树突状细胞(DC)疫苗
抗独特型内影像疫苗
研究历程
灭活HIV疫苗
核酸疫苗
蛋白疫苗
多肽疫苗
重组亚单位疫苗
载体疫苗
“Mosaic”疫苗
树突状细胞(DC)疫苗
抗独特型内影像疫苗
研发难点
HIV病毒的高度变异性
机体缺乏有效的HIV免疫保护机制
缺乏有效的HIV感染动物模型
临床受试者群体的局限性和临床试验的周期很长
研究方向
多价疫苗设计
通过抗HIV的bnAb结构分析带动疫苗设计
多种疫苗联合使用
研究进展
传统疫苗
HIV重组亚单位蛋白疫苗
载体疫苗
核酸疫苗
DNA疫苗
RNA疫苗
展望
参考资料