《科學(xué)》：HIV疫苗新升級(jí)！能讓免疫系統(tǒng)更精準(zhǔn)、高效清除病毒

最近，《科學(xué)》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究，可能為艾滋病疫苗研發(fā)帶來關(guān)鍵突破。來自斯克里普斯研究所和麻省理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)，利用DNA“折紙”技術(shù)構(gòu)建出一種全新的疫苗支架，能夠顯著提升免疫系統(tǒng)對(duì)人類免疫缺陷病毒（HIV）特定靶點(diǎn)的攻擊精度。

與使用蛋白質(zhì)支架的疫苗相比，使用這種DNA支架制成的疫苗能夠使靶向HIV脆弱位點(diǎn)的免疫細(xì)胞數(shù)量顯著提升。同時(shí)，該策略也為解決流感、泛冠狀病毒等“難纏”病毒的疫苗研發(fā)提供了新思路。

傳統(tǒng)疫苗常采用“病毒模擬”策略，將目標(biāo)病原體的部分蛋白——抗原附著在更大的蛋白質(zhì)支架顆粒上，形成類似病毒的結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)能高效激活免疫系統(tǒng)，因?yàn)锽細(xì)胞更容易識(shí)別重復(fù)、密集排列的抗原。然而，這種策略存在一個(gè)潛在問題：免疫系統(tǒng)不僅會(huì)對(duì)目標(biāo)抗原產(chǎn)生反應(yīng)，還會(huì)對(duì)作為“載體”的蛋白質(zhì)支架本身發(fā)起攻擊。

對(duì)于大多數(shù)常見病原體疫苗，這種“多余”的免疫反應(yīng)影響不大。但面對(duì)HIV、流感病毒等目標(biāo)，針對(duì)這些病毒靶點(diǎn)的廣泛保護(hù)性B細(xì)胞本身就較為稀少，如果它們?cè)賹?duì)支架蛋白產(chǎn)生不必要的應(yīng)答，就可能導(dǎo)致疫苗效果大打折扣。

為了解決這一潛在問題，研究團(tuán)隊(duì)將目光轉(zhuǎn)向了DNA納米技術(shù)。DNA不僅是遺傳物質(zhì)，還可以通過“DNA折紙”技術(shù)被精確折疊成各種三維結(jié)構(gòu)，作為抗原的承載支架。更關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)在于，B細(xì)胞通常不會(huì)對(duì)DNA發(fā)起攻擊。這是進(jìn)化上的一種保護(hù)機(jī)制，能防止免疫系統(tǒng)攻擊自身DNA引發(fā)自身免疫病。而這也成為了疫苗設(shè)計(jì)的突破口。

圖片來源：123RF

研究中，作者設(shè)計(jì)了一種DNA納米顆粒，每個(gè)納米顆粒可以展示60個(gè)HIV包膜蛋白拷貝。這些蛋白能夠激活那些最終可產(chǎn)生廣譜中和抗體的稀有B細(xì)胞。隨后，他們?cè)诒磉_(dá)人類抗體基因的小鼠體內(nèi)測(cè)試了這些納米顆粒。

結(jié)果顯示，近60%的生發(fā)中心B細(xì)胞——一種能夠成熟并產(chǎn)生高質(zhì)量抗體的免疫細(xì)胞可以有效靶向HIV包膜蛋白。相比之下，用蛋白支架疫苗只能產(chǎn)生20%的有效B細(xì)胞。另一個(gè)值得關(guān)注的數(shù)字是HIV特異性免疫細(xì)胞與非靶向免疫細(xì)胞的比例，與蛋白支架疫苗相比，DNA支架疫苗可以使這一比例提升24倍，這表明做無用功的免疫細(xì)胞大大減少。

此外，小鼠在接種DNA支架疫苗2周后就能檢測(cè)到效應(yīng)B細(xì)胞，而對(duì)照組則完全檢測(cè)不到目前，研究團(tuán)隊(duì)正在探索DNA支架的形狀變化如何影響疫苗效果，并測(cè)試其長(zhǎng)期安全性。這項(xiàng)研究不僅為艾滋病疫苗帶來了新希望，也為應(yīng)對(duì)其他快速變異病毒、開發(fā)通用型疫苗提供了創(chuàng)新工具。

參考資料：

[1] DNA origami vaccines program antigen-focused germinal centers. Science (2026). DOI: 10.1126/science.adx6291