One shot to stop HIV: MIT's bold vaccine breakthrough

在一项针对小鼠的研究中，研究人员证明，与单独给予疫苗或仅使用一种佐剂的疫苗相比，这种方法产生了针对HIV抗原更广泛的抗体多样性。双佐剂疫苗在淋巴结中积聚并停留长达一个月，使免疫系统能够产生更多针对HIV蛋白的抗体。

研究人员表示，该策略有望开发出仅需单次接种的疫苗，适用于包括HIV或SARS-CoV-2在内的传染性疾病。

"这种方法与多种基于蛋白质的疫苗兼容，因此为工程化新配方提供了机会，可广泛应用于流感、SARS-CoV-2或其他大流行性疾病，"麻省理工学院雷蒙德·A和埃伦·E·圣劳伦特化学工程教授，科赫综合癌症研究所以及麻省总医院-麻省理工-哈佛拉贡研究所成员J·克里斯托弗·洛夫表示。

洛夫和斯克利普斯研究所免疫学与微生物学教授达雷尔·欧文是这项研究的资深作者，该研究发表于今日的《科学·转化医学》期刊。克里斯汀·罗德里格斯博士（'23届）和张一鸣博士（'25届）是该论文的主要作者。

更强大的疫苗

大多数疫苗在递送时辅以佐剂，以增强对抗原的免疫反应。蛋白类疫苗（包括甲型和乙型肝炎疫苗）常用佐剂是氢氧化铝（又称明矾）。该佐剂通过激活先天免疫反应发挥作用，帮助机体形成更强的疫苗抗原记忆。

数年前，欧文开发了另一种基于皂苷的佐剂（一种获FDA批准、源自智利皂皮树皮的佐剂）。他的研究表明，同时含有皂苷和促炎症分子MPLA的纳米颗粒，其效果优于单独使用皂苷。这种名为SMNP的纳米颗粒目前正作为佐剂用于处于临床试验阶段的HIV疫苗。

欧文和洛夫随后尝试将明矾与SMNP联合使用，结果显示含有这两种佐剂的疫苗能对HIV或SARS-CoV-2产生更强的免疫反应。

在新论文中，研究人员旨在探究这两种佐剂协同增强免疫反应（尤其是B细胞反应）的内在机制。B细胞产生的抗体可在血液中循环，并在机体再次接触病原体时识别它。

本研究中，研究人员采用名为MD39的HIV蛋白作为疫苗抗原，并将数十个该蛋白与SMNP共同锚定在明矾颗粒上。

给小鼠接种这些颗粒后，研究人员发现疫苗聚集在淋巴结——这是B细胞接触抗原并进行快速突变以产生对特定抗原具有高亲和力抗体的部位。该过程发生在称为生发中心的细胞簇内。

研究证明，SMNP和明矾能帮助HIV抗原穿透淋巴结周围的保护性细胞层而不被分解成碎片。佐剂还使抗原在淋巴结中完整存留长达28天。

"因此，在此期间，在淋巴结中循环的B细胞持续暴露于抗原，从而有机会优化其对抗原的解决方案，"洛夫解释道。

这种方法可能模拟了自然感染过程——抗原可在淋巴结中存留数周，使机体有足够时间建立免疫反应。

抗体多样性

对接种小鼠B细胞的单细胞RNA测序显示，含双佐剂的疫苗产生了更多样化的B细胞和抗体谱系。接受双佐剂疫苗的小鼠产生的独特B细胞数量是仅接受单一佐剂小鼠的2至3倍。

B细胞数量和多样性的增加提升了疫苗产生广泛中和抗体的可能性——这类抗体能识别特定病毒（如HIV）的多种毒株。

"当免疫系统筛选所有可能的解决方案时，我们给予的识别有效方案的机会越多，效果就越好，"洛夫指出，"产生广泛中和抗体可能需要我们在此展示的方法——获得强大且多样化的反应，同时结合抗原设计以实现免疫原关键部位的精准呈现。"

联合使用这两种佐剂也有助于开发针对其他传染病的更有效单剂疫苗。

"这种方法潜在优势在于，基于已有较好理解的佐剂组合即可实现长期暴露，无需开发新技术。仅需整合这些佐剂特性，就能实现低剂量甚至单次接种治疗方案，"洛夫强调。

本研究获得美国国立卫生研究院、美国国家癌症研究所科赫研究所支持基金（核心资助）、麻省总医院-麻省理工-哈佛拉贡研究所以及霍华德·休斯医学研究所的资助。