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Nature Immunology | CD4结合位点广谱中和抗体04_A06有效限制HIV-1逃逸

Nature Immunology | CD4结合位点广谱中和抗体04_A06有效限制HIV-1逃逸
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该研究通过大规模筛选HIV-1精英中和个体,鉴定出一种针对CD4结合位点的广谱中和抗体04_A06,其具有超强的中和效力和广度,有效克服传统逃逸变异并可在人源化小鼠模型中实现病毒完全抑制。

 

文献概述
本文《Profiling of HIV-1 elite neutralizer cohort reveals a CD4bs bnAb for HIV-1 prevention and therapy》,发表于《Nature Immunology》杂志,回顾并总结了对32名HIV-1精英中和个体进行大规模B细胞单克隆抗体筛选的研究成果。该研究成功鉴定出04_A06抗体,其靶向CD4结合位点并具有极高的中和广度和效力,同时结构分析揭示其重链11氨基酸插入介导跨原体相互作用,从而增强抗逃逸能力。研究团队进一步在人源化小鼠模型中验证其病毒抑制效果,且通过计算机模拟预测其预防效果超过93%。

背景知识
在HIV-1疫苗与治疗研究中,广谱中和抗体(bnAbs)因其可靶向病毒表面Env三聚体的保守表位(如CD4结合位点)而备受关注。尽管已有多种临床试验评估bnAbs的抗病毒效力,病毒包膜的高度变异和逃逸突变仍是主要挑战。当前研究聚焦于如何提高bnAbs的中和广度和效力,同时减少逃逸突变的发生。本文所研究的04_A06抗体靶向CD4结合位点,通过其独特的重链插入结构,实现对多种逃逸变体的高效中和,为HIV-1治疗和预防提供新的候选抗体。

 

人源化小鼠模型服务,为免疫缺陷动物模型提供人源免疫系统重建,支持肿瘤免疫、自身免疫性疾病和病毒感染研究。

 

研究方法与实验
研究团队对2,354名PLWH(HIV-1感染者)进行血清IgG中和活性分析,筛选出32名精英中和个体。从这些个体中分离出5,324个记忆B细胞,并通过优化的PCR扩增获得2,255对抗体链。随后,他们对831个表达的单克隆抗体(mAbs)进行中和活性测试,其中04_A06显示出对多亚型假病毒(332株)的超广谱中和能力。通过单颗粒冷冻电镜(cryo-EM)和晶体结构解析,研究团队揭示了04_A06的11氨基酸重链插入如何促进跨原体相互作用,从而增强其抗逃逸能力。此外,该抗体在人源化小鼠模型中实现持续病毒抑制,并通过计算机模拟预测其长效突变体(04_A06LS)具有超过93%的预防效力。

关键结论与观点

  • 04_A06在1 µg/ml浓度下中和332株HIV-1假病毒,几何平均IC50为0.059 µg/ml,广度达98.5%,显示其对多种亚型和逃逸变体均具有高效中和能力。
  • 结构分析表明,04_A06的11氨基酸重链插入使其能够结合相邻gp120原体,从而靶向高度保守的残基,有效避免传统逃逸路径。
  • 在人源化小鼠模型中,04_A06实现持续病毒抑制,且在停药后仍无明显逃逸突变产生,显示其抗逃逸能力优于现有临床抗体如VRC01和N6。
  • 通过计算机模拟,04_A06LS在预防试验中显示>93%的保护效力,提示其在HIV-1预防中的巨大潜力。


研究意义与展望
本研究为开发高效抗HIV-1抗体提供了新的候选分子,其独特结构和抗逃逸能力可为未来疫苗设计和单克隆抗体治疗提供新思路。下一步应评估该抗体在临床试验中的安全性与药代动力学,并探索其与长效药物组合在HIV-1预防和治疗中的协同作用。

 

赛业提供人源化抗体小鼠模型,支持全人单克隆抗体开发,适用于肿瘤、自身免疫病及传染病研究。

 

结语
本研究通过大规模B细胞抗体筛选,成功鉴定出04_A06抗体,其靶向CD4结合位点并具有极高中和广度与效力。结构分析揭示其11氨基酸重链插入可促进跨原体接触,提高抗逃逸能力。在人源化小鼠模型中,该抗体实现持续病毒抑制,且计算机模拟预测其长效变体具有>93%的预防效力。这些发现为HIV-1的治疗和预防提供了新的有效抗体候选,也为疫苗设计提供了结构基础。

 

文献来源:
Lutz Gieselmann, Andrew T DeLaitsch, Malena Rohde, Pamela J Bjorkman, and Florian Klein. Profiling of HIV-1 elite neutralizer cohort reveals a CD4bs bnAb for HIV-1 prevention and therapy. Nature Immunology.