HIV病毒超常的多样性是我们在开发HIV疫苗的道路上所遭遇的{zd0}障碍。有一种方法可能能够解决该问题，那就是设计出一种嵌合型的复合抗原，使其能够{zd0}限度地覆盖目前现有的HIV疫苗以及在世界各地传播的各种HIV-1毒株。HIV病毒可分为1型和2型，其中1型是主要的流行毒株，2型的毒力相对较弱，主要流行于西非地区。

HIV-1型病毒的高突变特性是我们开发HIV疫苗时遭遇的{zd0}挑战。最理想的疫苗应该是能够有效地刺激机体产生特异性保护反应，阻止病毒侵犯人体。

所谓嵌合型疫苗设计思路（mosaic vaccine approach）也许会是一个可行的办法。该方法主要是通过计算机选择出合适作为疫苗的基因或者蛋白质，使其能够{zd0}限度地匹配目前在全世界流行的各种xxHIV-1病毒株，然后据此制备出嵌合型疫苗。Fischer等人在早几年前就已经设计出了类似的疫苗，在本期的《自然-医学》（Nature Medicine）杂志中，Barouch和Santra将向我们展示这种嵌合型疫苗在xx实验中得到的结果。根据现有的实验结果来看，这种新型疫苗似乎在应对多种HIV-1型病毒方面有所改进。

在HIV流行区，HIV病毒的多样性要远远超出其它各种已知病原体抗原的变异情况。虽然最近对主导传播病毒（founder transmitted viruse）进行全基因组测序之后发现，在一个由各种人群组成的易感群体里，其实一个病毒株导致的感染要比其它95%的病毒株导致的感染都多。

到目前为止，差不多所有的HIV-1型疫苗都只覆盖了1~3种病毒株的抗原序列。这些疫苗都不足以应付在HIV病毒流行高危人群中存在的各种各样病毒的威胁。接种这类疫苗之后产生的中和抗体和T细胞免疫反应都只能针对少数几种抗原发挥特异性的保护作用，但是对于流行的大多数病毒都是不能起到保护作用的。这种缺乏覆盖率的问题就是导致疫苗无效（既无法预防感染，也不能控制病毒复制）的主要原因。另外，最近在泰国进行的有关HIV疫苗有效性的实验发现，非中和抗病毒抗体（non-neutralizing antiviral antibody）可能具有令我们意想不到的功能。不过，对于在感染了各种HIV病毒的人群中每种病毒毒株的感染情况我们还知之甚少。

对人体和其它灵长类动物的研究表明，T细胞反应主要在机体感染病毒之后的早期发挥控制病毒的作用。早先的研究发现，感染了HIV病毒的患者体内的CD8+ T细胞通常都能识别HIV-1型病毒的保守区域Gag和Nef蛋白抗原表位，因此大家都认为可以利用这些抗原表位来设计疫苗，xxCD8+ T细胞，并通过这些保守的蛋白来识别并消灭HIV病毒。不过，通过最近对一些更加针对感染毒株（infecting strain，相对参考毒株而言）蛋白序列的疫苗的实验发现，机体产生的免疫反应主要都是针对病毒变异蛋白，而不是高度保守的蛋白。

在用无法复制的5型血清型腺病毒（adenovirus serotype 5，Ad5）疫苗（该疫苗包含了HIV-1病毒的gag、pol和nef基因）接种之后进行的抗原表位定位研究（epitope mapping studies）发现，尽管出现了比较强的免疫反应，而且在疫苗中包含了保守蛋白，但是接种后被xx的CD8+ T细胞主要识别的还是病毒的可变区域。这种疫苗与疫苗导致的免疫反应之间的“错位”现象可能就是导致疫苗无法控制被接种者体内病毒复制的主要原因。

新一代以T细胞为基础的疫苗需要更高的覆盖率。这种疫苗应该能够更好地体现出流行于人群当中的HIV病毒的蛋白序列（即具有一定的频度），要能够诱导机体产生出可以识别各种抗原表位的抗体（即具有一定的广度），并且还能在这些表位发生变异时作出相应的反应（即具有一定的深度）。

Barouch小组和Santra小组分别构建出的嵌合型疫苗能够提供更高的T细胞抗原表位覆盖率。他们研究发现在灵长类动物中，这种嵌合型HIV-1疫苗能够诱导机体识别更多的抗原表位，同时也能够更好地对付表位突变的情况。

不过Barouch小组和Santra小组在疫苗接种方式、疫苗接种后该如何分析机体产生的免疫反应以及嵌合型疫苗和普通传统疫苗联合接种后诱导产生的T细胞反应的特异性和程度等都不相同（表1）。Barouch小组使用了两种不同的HIV-1型病毒疫苗，他们将HIV-1型病毒的gag基因、pol基因和env基因分别插入两个复制缺陷的腺病毒载体当中，然后将这两种腺病毒疫苗接种到xx，在xx体内进行了详细的抗原表位定位分析。他们发现在初次免疫之后，Ad26 gag-pol-env疫苗能够诱导产生CD8+ T细胞反应和部分能够识别更多抗原表位的CD4+ T细胞反应（即具有一定的广度），同时相比只表达均一抗原或者xx抗原的Ad26载体疫苗，Ad26 gag-pol-env疫苗还能识别更多种的抗原变异情况（即具有一定的深度）。如果再接种另一种Ad5HVR48疫苗则能够进一步加强初次免疫的效果。除此之外还能诱导出针对HIV-1型病毒包膜蛋白的结合抗体和中和抗体。

Santra小组的方法则有所不同，他们使用了一种DNA质粒疫苗作为初次免疫，然后再辅以一四价的嵌合型HIV-1病毒gag基因和nef基因重组牛痘苗（recombinant vaccinia）进行加强免疫。这种嵌合型疫苗同样能够刺激实验xx机体产生具有更大抗原表位广度和深度的T细胞免疫反应。不过用这种策略来比较嵌合型疫苗和普通疫苗所得到的结果不如用腺病毒疫苗得到的结果差别那么明显。比如在评价能够被T细胞所识别的同一株HIV病毒的总Gag抗原表位和Nef抗原表位这一指标时，两组的结果就没有表现出统计学差异（结果分别是7.8和5.5）。在Santra小组试验中表现出的强于CD8+ T细胞反应的CD4+ T细胞反应也没能表现出更明显的统计学差异。

综上所述，这两项研究都证明，不论用哪种疫苗载体或者哪种接种方式，相比传统的xxHIV病毒疫苗或者均一性的疫苗，利用计算机设计复合基因疫苗方法设计出的嵌合型疫苗至少在xx体内能够诱导出更多样化的免疫反应。同时还表明构建疫苗时使用的载体本身也能起到一定的影响作用。表1中所示的这两项研究之间的差异可能部分是由于他们各自选择的作为疫苗的病毒基因不同所致，还有可能是由于xxMHC蛋白的多样性所致或者是实验动物的样本量太小所致。

此外，这两项研究还生动地向我们展示了用于进行抗原表位定位的实验方法也能够影响最终的实验结果。Barouch小组和Santra小组并没有使用相同的肽库和方法来分析接种疫苗后机体产生的CD8+ T细胞反应和CD4+ T细胞反应，以及抗原表位特异性。因此，要直接比较这两个小组的实验结果，比较用哪种载体好或者用哪些病毒基因好是不可能的。

不过这两项研究都为我们指明了一条方向，告诉我们如何诱导机体产生抗体和T细胞反应，来更好地对付HIV病毒多样性的方法。他们还告诉了我们，在接种了HIV疫苗之后，该如何利用作为疫苗的病毒基因和肽库更有效地预测机体是否能够产生更有效的CD8+ T细胞反应和CD4+ T细胞反应。

不过要将这些xx研究结果直接搬到人体上还存在很大的困难。到目前为止，我们在xx身上取得的实验结果都要远远好于在人体上获得的实验结果，其抗原表位的广度要好得多。我们不知道增加表位的数量或者针对灵长类动物体内常见变异体的免疫反应数量是否能够在人体内达到更好的效果，这只能通过人体实验才能最终证实。目前，这部分工作已经在计划之中了。

如果将来在人体实验中证实，利用这种嵌合型疫苗能够取得更好的免疫效果，增强T细胞的功能，那么这种疫苗设计思路一定会得到广泛的应用。比如我们可以利用这种思路为经常发生变异的其它病原体，例如HIV病毒、甲型流感病毒或者丙型肝炎病毒等设计疫苗。

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原文检索：
Lawrence Corey & M Juliana McElrath. (2010) HIV vaccines: mosaic approach to virus diversity. Nature Medicine, 16(3):268-269.
筱玥/编译