《1篇Science+2篇Science子刊论文同日发表,揭示HIV候选疫苗有效之谜》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2021-03-29
  • 在首次设计出一种新型的基于恒河猴巨细胞病毒毒株68-1(RhCMV)的疫苗约二十年后,来自美国俄勒冈健康与科学大学的研究人员正在解开为什么它能在大约一半非人类灵长类动物中阻止并最终清除HIV的猴子版本(称为SIV),以及为什么它是阻止人类感染HIV的一种有希望的候选疫苗。

    在2021年3月25日,这些构建RhCMV疫苗平台的研究人员描述了它发挥作用的不寻常的生物机制。相关研究结果以一篇Science论文(下称第一篇论文)和两篇Science Immunology论文(下称第二篇论文和第三篇论文)的形式发表,论文标题分别为“Modulation of MHC-E transport by viral decoy ligands is required for RhCMV/SIV vaccine efficacy”、“HLA-E–restricted, Gag-specific CD8+ T cells can suppress HIV-1 infection, offering vaccine opportunities”和“Cytomegaloviral determinants of CD8+ T cell programming and RhCMV/SIV vaccine efficacy”。

    这些发现也有助于对在俄勒冈健康与科学大学开发的基于人CMV(HCMV)的HIV实验性疫苗(称为VIR-1111)进行微调,其中VIR-1111如今正在进行1期临床试验评估。该临床试验由Vir生物技术公司开展,该公司从俄勒冈健康与科学大学获得巨细胞病毒(CMV)疫苗平台技术许可。

    俄勒冈健康与科学大学疫苗与基因治疗研究所副主任Louis Picker博士说,“了解这种基于RhCMV的SIV疫苗在恒河猴体内发挥作用的机制,让我们有办法快速判断人类疫苗的潜力。如果你在RhCMV疫苗中加入了错误的基因,那么疗效所需的关键免疫反应就不会形成。如果你想获得高度的保护,你必须准确地注射RhCMV疫苗,而且你必须知道你在寻找什么。”

    第一篇论文指出嵌入RhCMV蛋白Rh67内的多肽VMAPRTLLL(VL9)可促进细胞内MHC-E运输和MHC-E限制性CD8+ T细胞对RhCMV感染的成纤维细胞的识别。剔除病毒VL9或让它发生突变破坏了MHC-E限制性的CD8+T细胞激活,导致CD8+T细胞仅针对MHC-II限制性表位作出反应。这些反应在规模和分化程度上与RhCMV载体引起的反应相当,但不能防止SIV感染。因此,Rh67引导的MHC-E限制性CD8+ T细胞直接激活对这种RhCMV/SIV疫苗的效力至关重要。

    第二篇论文和第三篇论文描述了这种RhCMV疫苗需要产生一种不寻常的称为MHC-E限制性T细胞的CD8+ T细胞反应,以有效地抵御恒河猴中的SIV。

    俄勒冈健康与科学大学疫苗与基因治疗研究所分子微生物学和免疫学教授Klaus Frueh博士,“一段时间以来,我们知道在接种这种用于对抗SIV的RhCMV疫苗的恒河猴身上有不寻常的T细胞反应。但我们不知道它们对防止SIV感染是否重要。这项研究清楚地表明,如果没有这种特殊的MHC-E限制性T细胞反应,我们就不会获得保护。”

    在第三篇论文中,这些研究人员发现只有在天然的RhCMV的8个特定基因发生缺失或失活的情况下,这种疫苗才能产生这些特殊的T细胞来对抗SIV。而第一篇论文描述了如何需要RhCMV蛋白Rh67来激活对抗SIV的MHC-E限制性CD8+ T细胞。这两篇论文共同提示着需要如何设计基于CMV的疫苗来产生这些非常规的T细胞反应。

    在第二篇论文中,英国牛津大学的Andrew J. McMichael博士领导的一个研究团队研究了从非人灵长类动物实验中获得的知识是否可以转移到人类身上。他们发现,MHC-E限制性CD8+ T细胞可以在实验室细胞培养液中发生增殖并抑制HIV。

    这三篇论文是在2001年4月俄勒冈健康与科学大学疫苗与基因治疗研究所庆祝它的第一栋研究大楼开放20周年之际发表的。Picker和Frueh当时搬到俄勒冈州帮助建立了这个研究所:Picker自它成立以来一直领导其疫苗项目,而Frueh在2006年与Picker合作开展研究。

  • 原文来源:https://science.sciencemag.org/content/early/2021/03/24/science.abe9233;https://immunology.sciencemag.org/content/6/57/eabg1703;https://immunology.sciencemag.org/content/6/57/eabg5413;https://medicalxpress.com/news/2021-03-hiv-vaccine-candidate-mysteries-years.html
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  • 《Science子刊:新研究揭示HIV潜伏在人免疫细胞中之谜》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-03-19
    • 通常情况下,HIV感染者侵入被称作CD4 T细胞的免疫细胞,并将它们转化为能够产生更多病毒的工厂。但是出于一些神秘的原因,这些被感染细胞中的一小部分(大约每100万个CD4 T细胞中有一个细胞)进入潜伏状态而不会产生病毒。找到这些“潜伏”的HIV感染细胞是极具挑战性的。 这些HIV潜伏感染的免疫细胞在遭受某些导致它们开始产生病毒颗粒的刺激之前,能够潜伏几十年。当前的抗逆转录病毒治疗药物(ART)并不能杀死这些潜伏感染的细胞,也不能阻止它们重新激活。ART最多能够控制这种病毒,但是一旦患者停止服用这些药物,它通常会反弹。 来自美国加州大学旧金山分校格拉斯通研究所的研究人员之前已开发出一种能够追踪实验室克隆的CD4 T细胞内的HIV的设备,从而允许他们详细研究HIV感染的全部过程,包括潜伏阶段。但是,鉴于实验室系统并不一定展现人体内真正发生的事情,加州大学旧金山分校医学副教授Steven A. Yukl博士及其团队着手研究从19名HIV感染者体内获取的细胞。 此前,人们认为潜伏期源于CD4 T细胞无法将HIV DNA转化为病毒RNA。据认为,一些未知的细胞机制阻止了这种DNA到RNA转化过程(被称作转录)的开始,这意味着虽然病毒DNA持续存在,但它从未被翻译成会触发人体免疫系统产生免疫反应的病毒蛋白。 在一项新的研究中,Yukl和他的同事们发现事实并非如此。通过针对HIV病毒RNA的不同片段开展一系列测试(基于一种被称作液滴数字PCR的扩增和定量方法),他们检测到多种HIV病毒RNA片段,这意味着将HIV病毒DNA转化为HIV RNA的过程至少在这些潜伏感染的免疫细胞中就已开始。相关研究结果发表在2018年2月28日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“HIV latency in isolated patient CD4+ T cells may be due to blocks in HIV transcriptional elongation, completion, and splicing”。 然而,这些RNA片段几乎全部是短的或非全长的,这意味着这种转录过程在不同的感染阶段就已停止。这些被HIV感染的免疫细胞不能制造更长、全长的或经过剪接的病毒RNA,并且这种转录过程从未完成。然而,当研究人员激活这些被感染的T细胞时,这些转录方面存在的问题都遭受逆转了。 Yukl说,“这不是说这些细胞不会制造病毒RNA,而是产生病毒RNA的转录过程没有完成。”他补充道,为了激活这些潜伏感染的免疫细胞,这种完整的病毒转录过程需要发生,但是目前没有任何一种药物能够有效地完成这一过程。“如今,我们能够开始开发让它们完成病毒RNA转录的药物,随后能够让产生的病毒RNA翻译为病毒蛋白以至于人体能够识别并杀死这些被感染的免疫细胞。” 人们已利用各种“潜伏逆转(latency-reversing)”试剂开展实验,不过迄今为止,它们尚未用于临床。在这项新研究中,这些研究人员发现在这些试剂中,没有一种试剂有助这些CD4 T细胞在不同的感染过程中制造病毒RNA,因此,对它们进行组合使用可能是完全激活这些潜伏感染的细胞所必需的。
  • 《8篇Science(国内4篇)聚焦灵长类基因组——揭示灵长类动物演化之谜》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2023-07-11
    • 人类是灵长类动物之一。因为我们会写诗,会操控复杂工具,所以我们和其他大型灵长类动物包括黑猩猩、大猩猩、狒狒以及红毛猩猩等,非常不同。因此探究灵长类动物的基因组、起源和社会演化过程将极大帮助我们了解人类自己。 2023年6月1日,以我国科学家组织的灵长类基因组计划发布了阶段性成果,在灵长类演化研究上取得重大进展,并回答了与该类群有关的一系列问题。其主要成果以研究专刊的形式在Science发表4篇论文,同期还发表了作为该计划扩展的国际灵长类研究联盟的4篇论文。同时该项目有另外3篇卫星论文同日发表于Science Advances、Nature Ecology & Evolution等期刊。 该计划由浙江大学生命演化研究中心的张国捷教授团队、昆明动物所吴东东研究员团队、西北大学齐晓光教授团队、云南大学于黎研究员团队、西北大学李保国教授团队、四川大学生命科学学院刘健全团队等联合国内外多个研究中心组成联盟,通过多学科交叉技术手段对灵长类基因组展开比较研究,研究人类在内的灵长类物种的起源和分化过程、灵长类社会行为和社会组织的起源、以及大脑等各种生理特征的演化和遗传基础。 该计划的旗舰论文,题为:Phylogenomic analyses provide insights into primate evolution。通过分析基因组数据和化石时间数据,研究人员推断出了灵长动物各主要类群的演化时间,并推断出所有灵长类的最近共同祖先出现在大约6829万到6495万年前,距离6550万年前的白垩纪末期大灭绝事件非常近,大致位于白垩纪的界限附近。这意味着灵长类动物的演化可能受到了物种大灭绝事件的影响。研究还发现,从灵长类的祖先到人,灵长类的相对脑容量在四个关键的演化节点显著增大并有与之对应的基因演化,在猩猩等大猿物种出现之后,这种趋势变得尤其突出,并在人类中达到了顶峰,这使得人类不仅拥有了灵长类中最大的脑容量,还拥有折叠程度最为复杂的大脑皮层。此外,该计划的不同研究项目还分别揭示了灵长类前肢形态的形成以及猿类尾部的消失等现象的分子机制,重新解释了人类第8号染色体的起源问题,分析了灵长类Y染色体结构的演变历史,研究了灵长类特异的快速演化DNA序列等。 该计划由浙江大学生命演化研究中心的张国捷教授团队、昆明动物所吴东东研究员团队、西北大学齐晓光教授团队、云南大学于黎研究员团队、西北大学李保国教授团队、四川大学生命科学学院刘健全团队等联合国内外多个研究中心组成联盟,通过多学科交叉技术手段对灵长类基因组展开比较研究,研究人类在内的灵长类物种的起源和分化过程、灵长类社会行为和社会组织的起源、以及大脑等各种生理特征的演化和遗传基础。 该计划的旗舰论文,题为:Phylogenomic analyses provide insights into primate evolution。通过分析基因组数据和化石时间数据,研究人员推断出了灵长动物各主要类群的演化时间,并推断出所有灵长类的最近共同祖先出现在大约6829万到6495万年前,距离6550万年前的白垩纪末期大灭绝事件非常近,大致位于白垩纪的界限附近。这意味着灵长类动物的演化可能受到了物种大灭绝事件的影响。研究还发现,从灵长类的祖先到人,灵长类的相对脑容量在四个关键的演化节点显著增大并有与之对应的基因演化,在猩猩等大猿物种出现之后,这种趋势变得尤其突出,并在人类中达到了顶峰,这使得人类不仅拥有了灵长类中最大的脑容量,还拥有折叠程度最为复杂的大脑皮层。此外,该计划的不同研究项目还分别揭示了灵长类前肢形态的形成以及猿类尾部的消失等现象的分子机制,重新解释了人类第8号染色体的起源问题,分析了灵长类Y染色体结构的演变历史,研究了灵长类特异的快速演化DNA序列等。 另一篇主要论文重建了金丝猴类的演化过程,题为:Hybrid origin of a primate, the gray snub-nosed monkey,提出了黔金丝猴是由川金丝猴和滇金丝猴/怒江金丝猴共同祖先杂交后成为新的物种。无独有偶,在《科学进展》(Science Advances)发表的工作则发现猕猴类中的食蟹猴种组(包含3个物种)是狮尾猴种组的祖先与斯里兰卡种组的祖先杂交后形成的新物种类群。这是杂交成种现象在灵长类中首次发现,也表明跨物种杂交是灵长类新物种形成过程中的驱动力之一。 另一篇主要论文重建了金丝猴类的演化过程,题为:Hybrid origin of a primate, the gray snub-nosed monkey,提出了黔金丝猴是由川金丝猴和滇金丝猴/怒江金丝猴共同祖先杂交后成为新的物种。无独有偶,在《科学进展》(Science Advances)发表的工作则发现猕猴类中的食蟹猴种组(包含3个物种)是狮尾猴种组的祖先与斯里兰卡种组的祖先杂交后形成的新物种类群。这是杂交成种现象在灵长类中首次发现,也表明跨物种杂交是灵长类新物种形成过程中的驱动力之一。 国际研究联盟则对来自233种灵长类动物的809个个体进行了基因组的重测序数据进行分析:A global catalog of whole-genome diversity from 233 primate species;Genome-wide coancestry reveals details of ancient and recent male-driven reticulation in baboons;The landscape of tolerated genetic variation in humans and primates。基于基因组杂合性和连续性纯合片段长度的分析结果表明,基因组多样性与世界自然保护联盟划定的灭绝风险类别之间在整体上没有直接关联。也就是灵长类的遗传多样性与物种灭绝风险不完全匹配,遗传多样性并不能完全表征物种的濒危程度。 国际研究联盟则对来自233种灵长类动物的809个个体进行了基因组的重测序数据进行分析:A global catalog of whole-genome diversity from 233 primate species;Genome-wide coancestry reveals details of ancient and recent male-driven reticulation in baboons;The landscape of tolerated genetic variation in humans and primates。基于基因组杂合性和连续性纯合片段长度的分析结果表明,基因组多样性与世界自然保护联盟划定的灭绝风险类别之间在整体上没有直接关联。也就是灵长类的遗传多样性与物种灭绝风险不完全匹配,遗传多样性并不能完全表征物种的濒危程度。 原文链接: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn7829 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn6919 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn4409 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl4997 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abl8621 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn8153 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn8197 https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo1131 https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adc9507 https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add3580