從蜘蛛俠Peter Parker的致命蜘蛛咬傷，到Arthur國(guó)王在他統(tǒng)治時(shí)期開(kāi)始時(shí)拔出石頭中的寶劍，人人都想知道一個(gè)英雄的故事來(lái)源。
在這則新聞中，我們的英雄是來(lái)自我們身體免疫系統(tǒng)的強(qiáng)有力的抗體，結(jié)合并中和艾滋病病毒——這個(gè)故事可以帶來(lái)一種疫苗對(duì)抗艾滋病。延伸閱讀：PNAS：一些HIV疫苗為何產(chǎn)生反效果？
在一項(xiàng)新的研究中，由美國(guó)斯克里普斯研究所（TSRI）科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，跟蹤了這些抗HIV抗體的一個(gè)家族，如何隨著時(shí)間的推移而發(fā)展。研究表明，未來(lái)我們可能研發(fā)出一種疫苗，觸發(fā)免疫系統(tǒng)更有效地產(chǎn)生這些抗體。
TSRI綜合結(jié)構(gòu)和計(jì)算生物學(xué)系主任、結(jié)構(gòu)生物學(xué)教授Ian Wilson指出：“如果你能通過(guò)接種疫苗產(chǎn)生這些抗體，這可能將是預(yù)防HIV的一個(gè)非常美妙的開(kāi)始。”這項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表于2015年12月15日的《Immunity》雜志。
訓(xùn)練有素的抗體
在新兵訓(xùn)練營(yíng)里，士兵們需要時(shí)間來(lái)磨練他們對(duì)特定威脅的反應(yīng)。同樣，免疫系統(tǒng)細(xì)胞也需要時(shí)間來(lái)識(shí)別特定病毒的弱點(diǎn)并招募突變的抗體，從而調(diào)整它們的結(jié)構(gòu)，以更好地結(jié)合并中和病毒。
在一個(gè)被稱為PGT121的 HIV靶向抗體的情況中，抗體需要大約兩年的時(shí)間，才能足夠成熟來(lái)對(duì)抗HIV病毒。然而，這種延遲過(guò)長(zhǎng)，不能有效的防止感染，但是，這些抗體的存在，卻激勵(lì)著科學(xué)家，試圖找到方法來(lái)利用它們?cè)谝呙缰械牧α俊?/span>
在這項(xiàng)新的研究中，科學(xué)家們研究了PGT121家族的早期發(fā)展階段，特別是在PGT122和PGT124分支。這些抗體引起了科學(xué)家的關(guān)注，因?yàn)樗鼈兙哂?ldquo;廣泛的中和性”，從而意味著它們可以阻止許多快速變異的病毒株。它們也有一種特殊的能力，能靶定一種稱為艾滋病毒包膜糖蛋白的病毒機(jī)器，這種機(jī)器使得病毒能夠結(jié)合并穿透宿主細(xì)胞。
使用高分辨率的成像技術(shù)，研究人員繪制出了這些抗體的結(jié)構(gòu)，在它們“新兵訓(xùn)練營(yíng)”的選擇點(diǎn)，與艾滋病毒包膜糖蛋白結(jié)合。他們發(fā)現(xiàn)，不同分支的抗體發(fā)展出不同的策略，來(lái)規(guī)避艾滋病毒的防御。
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抗HIV的軍備競(jìng)賽
抗體的主要障礙是HIV的聚糖盾牌——位于HIV包膜糖蛋白上的一層糖，保護(hù)它免受身體的抗體攻擊。
本文*作者、TSRI研究助理Fernando Garces說(shuō)：“病毒總是試圖逃避免疫系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)通過(guò)抗體試圖追趕它。是什么讓PGT121抗體家族如此特別？因?yàn)樗业搅四撤N方式反擊病毒，而許多其他家族的抗體不能這樣做。”
在這項(xiàng)新研究中的圖像顯示，PGT121抗體家族，通過(guò)緊緊抓住其中一個(gè)多聚糖（稱為N332聚糖）以及HIV包膜糖蛋白的一個(gè)短段（稱為GDIR基序），將它們轉(zhuǎn)化為合作伙伴，而開(kāi)始了攻擊。
從那里，研究人員發(fā)現(xiàn)，這個(gè)抗體家族發(fā)展出略有不同的策略。而來(lái)自PGT122分支的抗體發(fā)生突變，吸引其他周邊的多糖（N137多糖），PGT124分支似乎做同樣的事情，但是通過(guò)旋轉(zhuǎn)和歪向靶定HIV包膜糖蛋白下面，避免了多糖盾牌的其他元素。
有趣的是，如果研究人員將N137糖從HIV上去除，抗體就立即表現(xiàn)得像訓(xùn)練有素的抗體，不需要兩年的訓(xùn)練營(yíng)。Wilson說(shuō)：“這表明，可能的策略是，通過(guò)接種疫苗產(chǎn)生這些抗體。”
如果科學(xué)家能設(shè)計(jì)一個(gè)缺乏這種N137聚糖的分子，他們也許能夠促使一種更快的抗體反應(yīng)。一旦抗體反應(yīng)被啟動(dòng)，他們可以再次添加這種糖，并嘗試讓抗體成熟，對(duì)抗病毒的更原生形態(tài)。
這項(xiàng)新的研究也顯示了艾滋病毒包膜蛋白的一個(gè)非常完善的三維圖像。這個(gè)詳細(xì)的HIV三聚體結(jié)構(gòu)，將有助于研究人員設(shè)計(jì)HIV疫苗。
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