在一项新的研究中，来自法国国家科学研究中心（CNRS）、巴斯德研究所、疫苗研究所 (VRI) 和巴黎大学的研究人员通过将前沿显微镜技术应用于体外病毒培养，发现了抗HIV-1抗体的新功能。他们发现，某些已知能有效靶向 HIV-1 包膜 (Env) 蛋白的抗体可以阻止受感染的细胞释放病毒颗粒，从而阻止病毒传播。这些抗体呈Y形，使它们能够将自身附着在受感染细胞和病毒颗粒之间或直接附着在病毒颗粒之间。这条由抗体和病毒颗粒组成的链可以阻止病毒传播。这些发现表明这些强大的抗体除了中和作用外还表现出不同的抗病毒活性。相关研究结果于2022 年2月2日发表在 Nature Communications 期刊上，论文标题为“Broadly neutralizing anti-HIV-1 antibodies tether viral particles at the surface of infected cells”。
针对HIVEnv蛋白的广泛中和抗体 (bNAb) 具有治疗 HIV-1 的巨大潜力。它们最初是在血清能够抑制多种 HIV 毒株的罕见患者中发现的。这些抗体表现出多种抗病毒活性。除了中和这种病毒，即阻止它感染新细胞外，它们还杀死受感染的细胞。因此，它们被称为多功能分子。有必要充分了解这些抗病毒活性的范围，以便更有效地使用现有抗体或优化新抗体的选择标准。此外，进一步研究抗 HIV-1 抗体的多功能性有助于我们更好地理解抗体所起的作用，从而应对其他病毒感染。
最初，这些作者试图确定抗体是否能够阻止受感染的细胞产生病毒颗粒。为此，他们用各种抗体在体外与 CD4 T 细胞（HIV 的天然靶标）一起培养24 小时。他们随后测量了培养基中受感染细胞产生的病毒颗粒的数量以及留在这些细胞中的病毒颗粒的数量。作为这些实验的结果，他们能够证明某些抗体增加了这些细胞中的病毒数量，但减少了培养基中的病毒数量。这一有趣的发现使他们相信某些抗体会阻止病毒颗粒的释放，而不会阻止它们的产生。
为了验证这一理论，这些作者使用各种显微镜技术来观察受感染的细胞产生病毒颗粒。他们最初通过荧光显微镜检查这些细胞，这是一种用于区分病毒蛋白的技术。这使他们能够证实受感染的细胞会积累大量成熟的病毒蛋白。这一发现表明完整的病毒颗粒在受感染的细胞中积累。为了确定这些病毒颗粒的精确位置，他们随后使用扫描电子显微镜观察受感染细胞的表面。论文共同通讯作者、巴斯德研究所的Timothée Bruel 评论道，“通过使用这种方法，我们观察到这些抗体 (bNAb) 促使病毒颗粒在这些细胞的表面积累，形成簇状的高度非典型的结构。”
接下来，这些作者将透射电子显微镜技术与免疫金标记相结合。这使他们能够证明这些抗体将自身插入病毒颗粒和受感染的细胞之间，形成链状簇（chain cluster）。随后用突变抗体进行的实验表明这些抗体的 Y 形形成了这种簇状结构。它们的手臂能够将两种病毒或一种病毒连接到受感染的细胞膜上，并且它们的附着点足够强以引发这种现象。
论文共同通讯作者、巴斯德研究所的Olivier Schwartz 总结道，“我们证实只有这些最强大的抗体才能将病毒颗粒束缚在受感染细胞的表面。被捕获的病毒颗粒不能再感染新细胞。”
这项研究揭示了广泛中和抗 HIV-1 抗体的新抗病毒活性。它加深了我们对这些抗体作用机制的理解，并解释了它们在临床试验中的功效。这些作者如今正在研究针对包括 SARS-CoV-2在内的其他病毒的抗体，以确定它们是否也通过这种机制抑制病毒传播。
参考资料：
Jérémy Dufloo et al. Broadly neutralizing anti-HIV-1 antibodies tether viral particles at the surface of infected cells. Nature Communications, 2022, doi:10.1038/s41467-022-28307-7.
