利用B细胞培养和RT-PCR技术从我国HIV-1感染者中筛选膜蛋白特异性单克隆抗体的初步研究

本研究通过采集1型人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus-1,HIV-1)感染者抗凝全血,分离出外周血单个核细胞,然后用磁珠分选纯化记忆性B细胞和体外活化记忆性B细胞,促使其分泌抗体,用ELISA法识别阳性B细胞克隆,并提取阳性B细胞的RNA,从中扩增抗体重链和轻链基因并克隆到表达载体中,再用携带重链基因的质粒和携带轻链基因的质粒共转染293T细胞,获得HIV-1特异性人单克隆抗体,进行抗体特性的鉴定。结果从1例HIV-1感染者的记忆性B细胞中筛选出了4株HIV-1包膜糖蛋白(Envelope glycoprotein,Env)特异性人单克隆抗体,其中2株具有较好的抗体依赖细胞介导的细胞毒作用活性,另有1株对HIV-1假病毒有较弱的中和活性。说明我们成功地引进了利用B细胞培养和RT-PCR技术从人体淋巴细胞中筛选特异性抗体基因的人单克隆抗体技术平台。用该技术可以成功获得HIV-1Env特异性单克隆抗体,为将来从能产生高滴度广谱中和抗体的感染者体内筛选广谱中和抗体打下了基础。     

抗人类免疫缺陷病毒1型广谱中和抗体的研究进展

现行抗反转录病毒治疗药物的联合应用可有效抑制艾滋病进程并显著延长患者寿命,但由于人类免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)潜伏库的存在,艾滋病迄今尚无法治愈。近年发现抗HIV广谱中和抗体能有效降低患者体内病毒载量并延缓疾病进程,为研发艾滋病疫苗和治愈策略带来了曙光,尤其是序贯免疫策略的使用极大推进了广谱中和抗体的开发和应用进程。2018年,美国食品药品管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准了第1个临床应用的广谱中性单克隆和抗体,无疑为抗HIV单克隆抗体药物的研发注入了一支强心剂。本文围绕近年来抗HIV广谱中和抗体的研究进展进行综述,探讨未来广谱中和抗体研发面临的挑战。     

抗人类免疫缺陷病毒广谱中和抗体与疫苗设计

自发现人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）30年来,科学家们不断探索有效的HIV-1疫苗,但至今效果不理想。由于“精英患者”的广谱中和血清能起到有效的抗病毒作用,研究人员希望通过对体液保护免疫机制的研究,推动疫苗的设计和优化,为尽早研发成功HIV疫苗提供关键理论和技术支撑。近几年来,由于技术的突破和改进,从HIV感染者中分离获得广谱中和抗体的概率和数量大大提高。本文针对近几年来分离的有代表性的广谱中和抗体,根据其不同的识别位点分为四大类进行详细介绍,并总结了从研究广谱中和抗体中所获得的疫苗设计创新思路与启示。     

HIV-1中和抗体和基于抗体的疫苗设计

研制一种安全有效并能广泛使用的HIV疫苗对于预防和控制HIV的流行具有重要的意义。尽管人类在HIV-1病原学和免疫学方面的认识不断取得新的进步,对于HIV-1而言,普遍认为诱导保护性中和抗体的科学障碍很难逾越。在抗击HIV-1的感染中传统的疫苗策略不能提供保护。然而,近来的研究揭示在小部分HIV-1感染病人的血清中存在的某些抗体能够中和大多数的HIV-1毒株,对这些血清抗体的深入分析有助于人们揭示抗体识别的病毒表位,这些研究表明自然产生的能够中和HIV-1的中和抗体的发现可能引导未来疫苗设计的思路。高分辨率的结构信息将揭示Env 和中和抗体(Nab)结合区原子水平的结构,这些信息能够帮助设计更好的免疫原。     

HIV-1广谱中和抗体筛选技术的研究进展

HIV-1广谱中和抗体(HIV-1 bNAbs)是一类可以中和大多数流行株的抗体。HIV-1 bNAbs的研究可以为抗艾滋病药物提供候选分子和为艾滋病疫苗设计提供指导,是评估艾滋病疫苗效果的重要指标之一。HIV-1 bNAbs可通过传统筛选技术获得,如杂交瘤技术、EBV转化和展示库技术等。近年来,随着单细胞克隆和分选技术的发展,HIV-1 bNAbs的筛选效率和抗体特异性显著提高。多项技术结合的筛选手段和新型筛选技术LIBRA-seq,以及生物信息学辅助的筛选技术将抗体序列和功能信息统一起来,为HIV-1 bNAbs筛选和疫苗设计提供技术支持。除了HIV-1,这些筛选技术和方法也可用于其他病毒bNAbs的筛选,为疫苗设计和抗病毒药物开发提供了有益启示。综述了广泛应用于HIV-1 bNAbs的筛选技术和最新进展,为后续HIV-1或其他病毒bNAbs的筛选提供参考。     

基于深圳男男同性性行为人群的HIV-1广谱中和抗体筛选分析

目的:筛选基于深圳本地男男同性性行为者(Men who have sex with men,MSM)人群队列中HIV-1流行毒株的广谱中和抗体(Broadly neutralizing antibodies,bn Abs),为下一步机制和应用研究奠定基础。方法:建立小型MSM队列,按计划分别定期随访、留样,测序分析人群中HIV-1病毒流行亚型。选取将骨架质粒与系列标准HIV-1 env质粒12款,分别共转染293细胞制备单次感染能力假病毒。建立TZM-bl细胞实验测定并计算中和活性(ID50Titers)技术平台,用于选定病毒亚型样品的筛选。最后取所获具有一定广谱中和抗性的代表性血样,通过抗体竞争实验初步分析其结合位点。结果:近年来,深圳MSM的HIV-1流行亚型分布中,CRF07_BC(43.4%)和CRF55_01B(15.4%)占比快速增长。选择来自该人群队列CRF07_BC感染者34人88份血样进行广谱中和抗性检测,筛选出具有一定广谱中和抗性的血样10份(ID50 Titer≧25),其中2例显示了较佳中和宽度,可作用于全部12种假病毒中的7种(58.3%)。初步分析其结合机制均非靶向gp120。结论:本研究成功建立小型MSM队列和TZM-bl检测分析技术并应用于实践,初步筛选结果提示部分具有中和活性的患者血清内存在bn Abs。     

预防性丙型肝炎病毒疫苗研究新策略

全球有超过7 000万名丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus,HCV)慢性感染患者,给社会带来严重的公共卫生安全问题。直接抗病毒药物(Direct antiviral drugs,DAA)能够有效地治愈慢性丙型肝炎病毒感染,但治愈后患者仍存在再感染的可能,预防性疫苗(Prophylactic vaccine)是彻底切断HCV传播的最有效途径。目前HCV预防性疫苗的研发已取得一定进展,能够诱导极少数受试者产生广谱中和抗体(Broadly neutralizing antibodies),如何在绝大多数个体中诱导保护性广谱中和抗体则是当前HCV预防性疫苗研究所面临的最大挑战。本文总结了当前疫苗免疫学的研究进展:包括抗原特异的B细胞前体(Precursor B cell)、滤泡辅助性T细胞(Follicular T helper cell,Tfh)、滤泡调节性T细胞(Follicular T regulatory cell,Tfr)、抗体重链基因1-69(VH1-69)编码抗体成熟特点;基于胚系靶向(Germline-targeting)的免疫原设计与序贯免疫策略(Sequential immunization)等,期望能为HCV疫苗研究提供新的思路。     

HIV-1 Env三聚体抗原改造研究进展

HIV-1疫苗研发是当前艾滋病研究的一大热点,其病毒表面包膜糖蛋白Env三聚体介导病毒与细胞融合,是HIV-1疫苗研究的重要靶点。因此,设计并在体外表达类天然Env三聚体对HIV-1疫苗的研发具有重要的意义。近年来,Env三聚体研究取得了显著的进展。SOSIP、NFL2P、UFO等抗原改造方法实现了类天然Env三聚体的体外表达,逐步解决了改造抗原产量低、结构不稳定等问题,且表达的Env三聚体抗原能在动物免疫中诱导机体产生较高的中和抗体水平。Env三聚体改造方法促进了HIV-1疫苗的研究。文中综述了SOSIP、NFL2P、UFO三种HIV-1 Env三聚体抗原改造方法,对比各个改造方法优缺点,并结合自身工作提出相关建议,为后续HIV-1抗原的相关设计提供指导。     

利用细胞筛选法从噬菌体抗体库鉴定人源HIV-1单克隆中和抗体

以细胞法从HIV-1CRF07_BC特异性噬菌体抗体库中筛选和鉴定针对病毒包膜蛋白(Envelope,Env)的人源单克隆中和抗体。将pCH064.2-Env质粒转染293T细胞,以表达Env的活细胞淘洗噬菌体抗体库;利用细胞ELISA方法筛选Env特异性噬菌体阳性克隆,并测定抗体重链可变区(VH)和轻链可变区(VL)序列;以Ni+2-NTA层析柱纯化抗体Fab,SDS-PAGE分析抗体纯度;采用基于转染细胞和重组蛋白的ELISA以及流式细胞技术分析抗体的结合活性;以HIV-1假病毒系统评价抗体的中和活性。四轮淘洗使细胞特异性噬菌体得到约650倍的高度富集,细胞ELISA筛选到28个抗HIV Env的阳性克隆,序列分析发现五个具有不同VH和VL序列的抗体Fab(2801、2837、2863、2870和2920)。这些抗体与转染env的293T细胞反应,但不与重组表达的可溶性gp120蛋白反应,说明它们有可能针对依赖于Env复合物的空间构象表位。我们发现2801、2863和2870三个Fab抗体对HIV-1CRF07_BC亚型CH120.6毒株具有较强的中和活性,其IC50值分别为2.24μg/mL、0.89μg/mL和3.09μg/mL。其中,2801和2863对B亚型HIV-1毒株SF162具有较强的交叉中和作用,其IC50值分别为0.69μg/mL和3.52μg/mL。提示表达于293T细胞表面的HIV-1 Env可以有效富集和筛选噬菌体抗体库,并能成功分离和鉴定依赖于Env空间构象表位的HIV-1中和抗体。因此本研究为探讨HIV-1中和抗体的反应机制和研发艾滋病疫苗提供了新的技术平台。     

中东呼吸综合征冠状病毒假病毒系统的建立及其在中和抗体检测中的应用

目的:为了避免中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)感染与中和试验中操作活病毒带来的生物安全隐患,构建只具有一次感染能力而无复制能力的MERS假病毒,建立MERS假病毒系统,并应用于中和抗体检测。方法:构建含有MERS-CoV S基因的重组质粒pcDNA3.1-MERS-S,与缺失Env基因、含有萤光素酶报告基因的HIV-1骨架质粒pNL4-3.Luc.RE共转染293T细胞,收获含有假病毒的上清;通过Western印迹、细胞感染实验和血清中和试验,确定是否包装出MERS假病毒,及是否能有效应用于细胞感染与中和试验。结果:MERS假病毒pMERS-S培养上清经Western印迹鉴定出相对分子质量为25×103的HIV-1 P24蛋白和相对分子质量为180×103的MERS-CoV S蛋白;与阴性对照假病毒pEnv-相比,pMERS-S能有效感染MERS-CoV敏感细胞系Huh-7,在感染细胞中产生荧光信号,感染细胞的假病毒量与产生的荧光信号呈明显的量效关系;在MERS假病毒中和试验中,pMERS-S能被MERS-CoV中和抗体中和而失去感染力,反映抗体对MERS-CoV的中和活性。结论:建立了不依赖于BSL-3高等级生物安全条件的MERS假病毒系统,并有效应用于中和抗体检测,为MERS-CoV疫苗、药物评价及病毒致病机制研究提供了良好的技术支撑手段。