雷帕霉素短期干预成功规避AAV递送抗HIV抗体的宿主免疫应答,实现长效治疗新突破

【字体: 时间:2025年10月09日 来源:Nature Communications 15.7

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  本研究针对AAV载体递送抗HIV广谱中和抗体(bnAbs)时宿主产生抗药物抗体(ADA)这一关键难题,创新性地采用免疫调节药物雷帕霉素(rapamycin)进行短期干预。研究人员在免疫正常小鼠和猴模型中证实, transient rapamycin treatment可有效抑制ADA反应,使AAV递送的3BNC117、10-1074和PGT145等bnAbs在停药后仍能维持治疗水平浓度。该策略在15次猴模型给药中实现12次成功递送,为AAV抗体基因治疗的临床转化提供了重要解决方案。

  
利用腺相关病毒(AAV)载体递送广谱中和抗体(broadly neutralizing antibodies, bnAbs)是实现HIV长期预防和治疗的革命性策略。然而,宿主针对外源抗体产生的抗药物抗体(anti-drug antibodies, ADAs)严重限制了抗体在体内的持续表达,成为该技术走向临床应用的最大障碍。先前研究表明,即使是经过"恒河猴化"(rhesusized)处理的抗体,在猴模型中仍有约90%的案例因ADA反应而导致递送失败。
为突破这一瓶颈,研究团队创新性地采用免疫调节药物雷帕霉素(rapamycin,又称西罗莫司sirolimus)进行短期干预。这种FDA已批准的药物传统上用于器官移植抗排斥反应和卡波西肉瘤治疗,具有调节免疫反应的特性。研究人员设想,通过精确控制雷帕霉素的给药时机和持续时间,可能诱导机体对AAV递送的抗体产生免疫耐受。
研究首先在小鼠模型中验证这一假设。实验组小鼠在AAV注射前1周开始接受雷帕霉素治疗(2 mg/kg,每周三次腹腔注射),持续至注射后11周。结果显示,所有接受雷帕霉素治疗的小鼠均未产生针对C-rh 3BNC117抗体的ADAs,且在停药后17周内仍维持稳定的抗体表达水平。相比之下,对照组小鼠多数出现了强烈的ADA反应,导致抗体水平急剧下降。
在取得成功的小鼠实验基础上,研究团队开展了5只恒河猴的实验。动物在AAV注射前2周开始接受雷帕霉素治疗,剂量调整至维持血药浓度在5-15 ng/mL治疗窗内,持续给药至AAV注射后12周。每只猴同时接受三种编码不同bnAbs(C-rh 3BNC117、C-rh 10-1074和C-rh PGT145)的AAV9载体肌肉注射,每种载体剂量均为0.2×1013 GC/kg。
关键实验技术包括:使用AAV9载体肌肉注射递送抗体基因;采用雷帕霉素血药浓度监测指导个体化给药;通过ELISA(酶联免疫吸附测定)定期检测血清中抗体水平和ADA反应;利用流式细胞术分析外周血单核细胞(PBMC)中T细胞亚群动态变化。猴模型实验使用印度来源的AAV9阴性恒河猴,所有动物实验均遵循严格的伦理规范。
Transient rapamycin treatment prevents ADAs to AAV-delivered bnAb in mice
通过10只B6/129J小鼠的实验证明,持续12周的雷帕霉素治疗能完全阻止针对AAV递送的C-rh 3BNC117抗体的ADA产生,治疗组小鼠在停药后仍维持显著高于对照组的抗体水平(P=0.0006)。
Transient rapamycin treatment allows for long-term AAV-antibody delivery in monkeys
在5只恒河猴中,雷帕霉素治疗使12/15次bnAb递送尝试获得成功。三种bnAbs在血清中的浓度在治疗期间维持在15-55μg/mL治疗范围内,停药后仍保持在5-55μg/mL。两只早期出现亚治疗浓度雷帕霉素的动物(r20073和r21082)后来出现了ADA反应。
Rapamycin-mediated immune modulation in monkeys-ADAs
雷帕霉素治疗期间所有动物均未检测到bnAb特异性ADAs,但停药后两只早期血药浓度不足的动物出现了ADA反应。所有动物均产生了针对AA9衣壳的抗体反应,但这对bnAb递送影响有限。
Statistical comparison with our previous monkey trial
与历史对照研究(IS-160)相比,雷帕霉素治疗组(IS-218)在AAV注射后16周时仍维持约15μg/mL的抗体水平,而对照组在4周时抗体水平已降至零,两组差异具有统计学显著性。
研究还展示了历史试验数据(IS-84),强调在没有免疫调节干预的情况下,6/6猴对C-rh 3BNC117产生强烈ADA反应,5/6猴对C-rh 10-1074和C-rh PGT145产生ADA反应,证明免疫原性问题是AAV抗体递送的主要障碍。
本研究证实,短期雷帕霉素治疗能有效规避宿主对AAV递送抗HIV bnAbs的免疫应答,实现抗体的长期稳定表达。机制研究表明,雷帕霉素可能通过调节CD4+ T细胞、T滤泡辅助细胞(Tfh)和调节性T细胞(Treg)的动态平衡来诱导免疫耐受。值得注意的是,雷帕霉素主要抑制对转基因产物的免疫反应,而对AAV衣壳的免疫反应影响相对较小,这种差异可能与抗原呈递细胞的类型和抗原持久性有关。
该研究为解决AAV抗体基因治疗领域的核心难题提供了实用方案,具有重要的临床转化意义。雷帕霉素作为已获FDA批准的药物,其安全性已有充分验证,大大增加了该策略的临床可行性。研究团队建议进一步探索雷帕霉素的最佳治疗时长、血药浓度范围以及与其他免疫调节剂的协同作用,以期在最短时间内建立完全的免疫耐受。
这项发表于《Nature Communications》的研究为AAV介导的抗体基因治疗领域带来了突破性进展,为解决免疫原性这一长期困扰该领域的难题提供了有效策略,为HIV的长期治疗和预防开辟了新途径。
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