编辑推荐：
本文利用假病毒深度突变扫描技术，对两种 HIV 毒株（A 亚型 BF520 和 B 亚型 TRO.11）的包膜蛋白（Env）针对 10 - 1074 和 3BNC117 抗体的逃逸突变进行全面绘制。研究发现不同毒株 Env 的逃逸突变存在差异，这对理解 HIV 抗体逃逸机制及指导临床试验意义重大。
研究背景
能够中和多种 HIV 毒株的抗体正被探索用于预防和治疗 HIV 感染。V3 环靶向抗体 10 - 1074 和 CD4 结合位点靶向抗体 3BNC117 已用于临床试验，以抑制 HIV 感染者的病毒血症。然而，病毒的逃逸突变对这些抗体的应用构成了重大挑战。预测 Env 突变是否会导致抗体中和逃逸具有挑战性，且突变对抗体中和的影响在不同 HIV 毒株间存在差异。
研究方法
- 选择 HIV Env 毒株：选取 A 亚型 BF520 和 B 亚型 TRO.11 的 Env 进行研究，二者氨基酸同一性为 73%，存在 237 个氨基酸的差异。
- 构建突变文库：使用之前开发的慢病毒深度突变扫描平台，对 TRO.11 Env 构建两个重复的位点饱和突变文库，覆盖其胞外结构域，文库包含 183,593 个条形码变体，涵盖了 97% 的可能氨基酸突变。BF520 Env 突变文库则基于之前的研究。
- 测量突变对细胞进入的影响：通过在病毒表面添加或不添加糖蛋白 VSV - G，感染表达 Env 受体和共受体的 TZM - bl 细胞，计算每个条形码变体的细胞进入分数，再利用全局上位性模型解析单个氨基酸突变对细胞进入的影响。
- 测量突变对抗体中和逃逸的影响：将 Env 假病毒文库与少量携带已知条形码的 VSV - G 假型病毒混合，在不同抗体浓度下孵育后感染 TZM - bl 细胞，通过比较条形码计数计算每个 Env 变体的中和程度，再用生物物理模型计算每个突变对抗体中和的总体影响。
研究结果
- TRO.11 Env 突变对细胞进入的影响：TRO.11 Env 可变环（V1 - V5）的位点大多能耐受突变；破坏潜在 N - 连接糖基化基序（NXS/T，X 为除脯氨酸外的任意氨基酸）的突变在多数情况下可被耐受，但 N156 和 N262 除外；参与 CD4 结合的位点通常不耐受突变。
- 逃逸抗体 10 - 1074 的突变：破坏 N332 潜在 N - 连接糖基化基序的突变会导致 BF520 Env 和 TRO.11 Env 对 10 - 1074 抗体的中和逃逸。在共受体结合位点附近的突变也会导致逃逸，但具体突变的影响在两种毒株间存在差异。传统中和试验验证了深度突变扫描的结果。
- 逃逸抗体 3BNC117 的突变：BF520 Env 和 TRO.11 Env 对 3BNC117 抗体中和逃逸的突变差异很大。部分差异可由两种 Env 对突变的耐受性不同解释，但许多位点突变影响的差异无法用突变耐受性解释，可能与潜在 N - 连接糖基化模式等因素有关。传统中和试验同样验证了该结果。
- 突变对中和作用影响的差异与氨基酸保守性的关系：亲本氨基酸在 BF520 Env 和 TRO.11 Env 之间的保守性并不能完全决定突变对中和作用的影响是否一致。
研究讨论
本研究利用慢病毒载体深度突变扫描平台，绘制了两种 HIV Env 针对两种临床相关广泛中和抗体的突变影响图谱。总体而言，10 - 1074 抗体的逃逸突变在两种 Env 间较为相似，而 3BNC117 抗体的逃逸突变差异很大。部分差异可归因于 Env 区域对突变的耐受性和潜在 N - 连接糖基化模式的不同，但有些位点差异的原因尚不清楚。研究结果强调了特定位点糖基化对 HIV Env 抗体中和的重要性。本研究存在局限性，仅研究了部分 HIV 毒株和单突变或少数突变组合的影响。未来研究可涵盖更多 HIV 毒株和抗体，进一步揭示抗体逃逸突变的规律。
