艾滋病疫苗的研究进展

张 雪，胜 利

(西北民族大学医学院,甘肃兰州730030)

艾滋病疫苗的研究进展

张 雪，胜 利*

(西北民族大学医学院,甘肃兰州730030)

艾滋病是对人类健康和社会稳定威胁很大的感染性疾病之一，至今尚不能彻底治愈，因此研制安全有效的艾滋病疫苗势在必行.文章根据国内外艾滋病疫苗的相关文献对艾滋病疫苗的研究现状做一简单综述.

艾滋病;疫苗;研究进展

艾滋病(AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus，HIV)引起的病毒性传染疾病，自20世纪80年代初首例报道以来，艾滋病在全球范围迅速蔓延.根据联合国艾滋病规划署2014年报告，截至2013年底，全球现存活艾滋病病毒感染者/艾滋病人(HIV/AIDS)3 500多万人，平均每天新增6 000例，但是截止到2014年6月，仅有1 360万人获得了抗病毒药物的治疗.我国疾病中心报告，我国艾滋病人数居全球第12位，在2013年全国法定传染病报告死亡数中艾滋病居首位.目前，应用抗逆转录病毒疗法(antiretroviral therapy, ART)可以很大程度上延长艾滋病感染者的发病周期，但该疗法不良反应较强且无法彻底根治[1]，因此研制出一种安全、有效的艾滋病疫苗来预防艾滋病病毒(HIV)的传播已迫在眉睫.

1 艾滋病毒(HIV)的致病机制

HIV主要由包膜蛋白(Envelope Proteins, Env)介导进入靶细胞.在HIV进入靶细胞过程中，首先是其表面gp120分子与靶细胞上的CD4分子和辅助受体分别结合，其次跨膜亚基gp41的构型发生改变，介导病毒包膜与靶细胞膜的融合[2].

HIV感染的最主要特征是CD4+辅助性T细胞减少和获得性免疫缺陷，但是HIV杀伤CD4+T细胞的机制目前尚未完全清楚，在其可能机制中，最受关注的是免疫活化与CD4+T细胞减少之间的联系[3].早期的研究显示，HIV感染者中CD4+T细胞出现选择性破坏并伴有免疫系统所有成分的异常激活.尤其是T细胞，免疫激活表现为T细胞显著增生，细胞表面激活标志物如HLA-DR和CD38表达增加，这种免疫激活与疾病进展的相关性比CD4+T细胞和HIV RNA水平更为密切[4].正常情况下，免疫系统活化是机体清除病毒感染的保护性机制，但在HIV感染中，长期非特异性高水平的免疫活化可能是HIV杀死免疫细胞的主要原因.

2 常用抗HIV药物

目前, 美国食品与药品管理局共批准了20多种抗HIV药物上市，临床上用于治疗 HIV-1 感染的主要药物有核苷类与非核苷类逆转录酶抑制剂、蛋白酶抑制剂和整合酶抑制剂、高效抗反转录病毒治疗(HRRAT)等.其中HRRAT在治疗艾滋病中能取得很大的进步，HRRAT可以使患者的病毒载量下降及CD4+T细胞的水平升高[5].然而HAART虽然在一定程度上抑制了HIV的复制，能有效地延长患者的生命，但并不能彻底根治，而且药物不良反应较多，病毒很容易出现耐药性突变.又因为该药物的疗程较长，所以在治疗中常常会出现一系列并发症，如神经认知障碍、肝肾衰竭、心脏疾病等[6～8].

自从HIV病毒被发现以来，人们一直致力于寻找有效的治疗方法，但由于HIV本身高度变异性及易于产生耐药性的特点，至今没有研制出治愈艾滋病的有效药物[9].由于没有针对HIV的特效治疗方法，从疾病控制长远战略来说，有效的HIV 疫苗是战胜HIV的最佳方法[10～11].

3 HIV疫苗

3.1 机体抗HIV感染机制

在艾滋病免疫应答过程中，细胞免疫和体液免疫都发挥着重要的作用，并且其作用相互补充.体液免疫所产生抗体，可以中和游离的HIV 及已和细胞结合而尚未进入细胞内的HIV颗粒，以阻止病原体感染细胞，它可降低病毒载量及被感染的细胞量[12].细胞免疫主要是CD8+的细胞毒性T细胞(CTL).CD8+T细胞可以有效地清除被HIV-1感染的CD4+T细胞[13].

疫苗主要通过产生“中和抗体”发挥抗感染的机制，这些抗体与病毒结合，抑制病毒进入宿主细胞.HIV疫苗研制的早期重点是放在了诱导中和抗体上，随后逐渐放在诱导CD8+CTL应答上.但是HIV与其他病毒不同，HIV具有高度的变异性且很小剂量即可引起艾滋病的发生，故下一步研制重点将集中在既能诱导出高效广谱交叉反应的中和抗体，又能产生高水平的CTL应答上.

3.2 HIV疫苗研究历程

艾滋病疫苗的研究可分为四个阶段：第一阶段，研究体液免疫的中和抗体，通过重组可溶性蛋白刺激机体产生中和抗体来消灭HIV.第二阶段，研究刺激CD8+T细胞介导的细胞免疫，用病毒载体来激活细胞途径特异性杀伤HIV.第三阶段，研究体液免疫和细胞免疫两者结合，采用“初免—增强”联合免疫来抑制病毒的复制和预防HIV感染[14].第四阶段总结了前三个阶段的教训，疫苗设计更加注重抗原改造和载体的复制性，以诱导更强的体液和细胞免疫反应.

3.3 疫苗的种类

目前,人们正在通过不同的途径研究艾滋病疫苗，自艾滋病疫苗研究至今，其形式主要包括两大类：预防性的疫苗和治疗性的疫苗.

3.3.1 预防性疫苗

蛋白亚单位疫苗是由一种或一种以上，不具有传染性颗粒的蛋白构成的疫苗，如作为HIV结构之一的gag蛋白[15]，它可以自我装配成病毒样粒子，这种病毒样粒子作疫苗既安全又能向免疫系统呈现与天然病毒颗粒相同的抗原，能诱导机体产生持久的免疫应答.

病毒样颗粒(VLPs)疫苗保留了天然病毒颗粒的空间构象和诱导中和抗体的抗原表位. VLPs在通常情况下比亚单位疫苗和重组的蛋白疫苗有更强的免疫原性, 能够刺激机体免疫系统产生很强的免疫应答.研究发现,联合使用痘病毒天坛株载体HIV黏膜疫苗和腺病毒载体HIV 疫苗，能够诱发更强烈、更广谱和多功能的T淋巴细胞反应和体液免疫应答，从而对HIV病毒感染起到有效的预防和治疗效果[16].

活载体疫苗是将免疫原基因通过分子生物学手段重组到细菌和病毒载体的基因上，再接种动物表达重组蛋白.可将HIV的重要抗原基因插入其内并导入人体进行表达，由于重组的病毒活载体可在体内以天然的方式加工和合成抗原并递呈给免疫系统，该疫苗可诱导产生体液免疫和细胞免疫，甚至黏膜免疫.它是基因工程疫苗中最具发展潜力的疫苗之一.其中痘病毒载体作为HIV活载体疫苗研究是极其重要的一部分，在实验研究中已经初显成效.近年来，以NYVAC(痘病毒哥本哈根株)为载体的HIV疫苗I期临床试验通过DNA疫苗和NYVAC联合免疫，诱导了强大的多功能T细胞反应，其中90%的志愿者T细胞反应为阳性[17].

DNA疫苗是将编码某种蛋白质抗原的重组真核表达载体直接注射到动物体内，使外源基因在活体内表达，产生抗原激活机体免疫系统，从而诱导特异性的体液免疫和细胞免疫应答.有效的细胞和体液免疫，安全性好、构建灵活、可反复接种、技术通用性好、研发周期短.生产成本低.最新研究表明，一种慢病毒载体DNA疫苗CAL-SHIV-ZN-既可以克服减毒活疫苗中病毒基因整合到宿主染色体上的缺陷，又可以比单独的DNA疫苗产生更强更持久的免疫原性[18].

3.3.2 治疗性疫苗

多肽疫苗是一种具有免疫原性和抗原性的多肽，这种疫苗具有诱导对蛋白抗原的结构元素免疫应答能力，且生产技术安全，且具高度标准化，并能够针对复杂的非连续性天然抗原表位，构建相应的合成抗原多肽[19].其中研究发现，疫4x肽(Vacc-4x)疫苗可以显著降低HIV病毒的载量，这一发现可能成为Vacc-4x作为治疗性HIV疫苗的研究基础[20].

腺病毒作为一种基因载体自发现以来一直是基因治疗和疫苗研究的热点，腺病毒载体具有安全有效、宿主范围广、可感染不同类型和时期的细胞等优点而被用于多项基因治疗的临床试验中.研究发现，重组腺病毒疫苗(rAD5)肌肉注射转移至小鼠体内后，可对HIV长期免疫[21]，但是重组腺病毒疫苗在治疗HIV时并没有减少HIV-1感染或病毒载量的设定点，反而使感染加重[22]，所以数据和安全监测委员会建议停止接种该疫苗.

合成肽疫苗是一种仅含免疫决定簇组分的小肽，即用人工的方法按天然蛋白质的氨基酸顺序合成保护性短肽，与载体连接后加佐剂所制成的疫苗，即第三代疫苗.这种疫苗不含核酸，是最理想的安全新型疫苗，也是目前研制预防和控制感染性疾病的和恶性肿瘤的新型疫苗的主要方向之一.合成肽疫苗的早期研究以口蹄疫病毒(FMDV)合成肽疫苗为主.我国已成功研制出猪O型FMD合成肽疫苗并投入生产销售.目前，天康公司正在进行二价口蹄疫合成肽疫苗的研[23].

4 HIV疫苗的研究现状

1987年，首个HIV疫苗(gp160亚单位疫苗)在美国开始试验[24].1998年，VaxGen公司研发的HIV疫苗AIDSVAX进入III期临床研究，但在2003年，宣布AIDSVAX的III期临床研究结果无效[25].同年，美国军方和泰国政府合作的艾滋病疫苗在泰国进入临床研究，编号为RVl44.RVl44由赛诺菲巴斯德公司ALVAC-HIV和VaxGen公司的AIDSVAX两个疫苗组成.此前的试验表明，这两种疫苗单独使用均无效果.但是如果受试对象首先接种ALVAC-HIV，然后接种AIDSVAX， ALVAC-HIV负责刺激免疫系统使其做好攻击HIV的准备，AIDSVAX则担当“助攻手”负责增强免疫反应.2004年，22个著名专家在Science发表文章质疑RVl44临床研究的科学原理.2009年9月，美国军方和泰国联合宣布RVl44的临床研究结果：该复合疫苗可使人体感染HIV的风险降低3l%[26～27].这是世界上第一个具有一定免疫效果的AIDS疫苗，尽管RVl44的免疫效果有限，但该领域的专家还是看到了新希望，有专家认为从31%提高到90%的保护作用可能不需要很长时间[28].另外，美国华尔特-里德陆军研究所的研究发现RV144可以保护某些受试者对抗HIV的机制，通过分析发现疫苗受试者体内引发的不同类型的抗体反应与HIV的感染率高低有关[29～30].2004年，Merck公司旨在刺激细胞免疫反应的载体疫苗V520的LIb临床研究(编号为STEP)开始.研究发现,低剂量的该疫苗仅可诱导40%的受试者产生免疫反应，而且该候选疫苗增加受试对象感染HIV[31]，导致该研究在2007年9月被终止.2007年12月我国自主研发的天坛痘苗复合型疫苗进入I期临床研究.I期临床结果表明该疫苗的效果比国外其他疫苗都要好.早期的动物实验表明，该疫苗在小鼠及猴子体内均可诱导出很好的体液免疫及细胞免疫.该疫苗与国际上研发的艾滋病疫苗不同，国际上研发失败的疫苗多属于“死疫苗”，而天坛痘苗复合型疫苗则属于“活疫苗”.2011年西安略大学舒利克医学及牙科学院病毒学韩裔教授祁永康经过十年研发,研制出一种名为“SAV001”的疫苗，它是一种利用基因改造技术制成的预防艾滋病全病毒疫苗，是第一种获批准作临床试验具有预防作用的疫苗，该疫苗具有很好的免疫效应，I期临床研究取得了良好进展[32].

2012年，国际艾滋病疫苗促进组织的研发数据库中有37个AIDS疫苗正在进行临床研究.其中I期33个，I/II期1个，II期3个.其中进入II期试验研究的RV305是由美国军方和泰国卫生部合作研究的RV144的后续项目.2012年我国研发的天坛痘苗复合型艾滋病疫苗进入II期临床阶段.

5 结论

HIV发现至今已有30多年，虽然有许多保护作用的候选疫苗被研发出来，有些还进行了临床试验[33]，但至今没有一种安全有效的预防性或治疗性疫苗适用于人体.研发HIV疫苗面临的突出问题就是HIV的高度变异和研究失败率非常高且资金消耗巨大.而且疫苗的免疫原性受多种因素影响[34].虽然安全有效的HIV疫苗目前还未研制出来，但不断涌现的新的免疫方法给我们带来了新的希望，相信随着医学的发展和世界各国对艾滋病疫苗不断的探索，艾滋病疫苗将会取得突破性的进展.

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2015-11-20

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张雪(1994—)，女，河南商丘人.

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1009-2102(2015)04-0074-05