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为解决 HIV-1 Env 免疫原性不足难题，研究人员利用新城鸡瘟病毒样颗粒（NDV-VLP）平台，探究抗原构象、佐剂、剂量等对中和抗体诱导的影响。发现高剂量及递增剂量方案可显著提升抗体持久性，为 HIV-1 疫苗设计提供新方向。
在艾滋病防治领域，开发有效的 HIV-1 疫苗一直是全球科学家的重要目标。然而，HIV-1 包膜糖蛋白（Env）因其结构不稳定性、高度糖基化屏蔽以及免疫原性差等问题，成为疫苗研发的巨大障碍。传统非复制型疫苗难以诱导持久的中和抗体反应，而复制型病毒载体虽表现出更强的免疫原性，但其具体作用机制尚不清楚。因此，深入探究如何通过模拟病毒感染特征来增强 HIV-1 Env 的免疫原性，成为突破当前疫苗研发瓶颈的关键。
美国国立卫生研究院（NIH）的研究人员开展了相关研究，旨在明确复制型病毒载体诱导持久中和抗体反应的关键因素。他们利用新城鸡瘟病毒样颗粒（NDV-VLP）平台，将稳定化的 HIV-1 Env 以高表位密度展示，并结合抗原构象、佐剂类型、剂量大小及抗原持久性等多因素进行分析，最终发现高剂量及递增剂量方案是诱导持久中和抗体反应的关键，为 HIV-1 疫苗的优化设计提供了重要理论依据。该研究成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是构建表达 HIV-1 Env、流感病毒血凝素（HA）和 SARS-CoV-2 刺突蛋白（S）的 NDV-VLP，通过 Western blot、负染色电子显微镜等技术对 VLP 的结构和表位密度进行表征；二是利用流式细胞术检测 Env 构象完整性及广谱中和抗体（bNab）表位暴露情况；三是在新西兰白兔模型中进行肌肉注射免疫，通过假病毒中和试验评估血清中和抗体活性，同时探究 toll 样受体（TLR）激动剂佐剂（如 AS01、RNA40）对免疫反应的影响；四是采用剂量递增方案，分析抗原剂量对抗体持久性和广度的作用。
嵌合 NDV-VLP 的构建与表征
研究人员设计了表达 HIV-1 Env（包括 SOSIP 和 NFL-TD 稳定化形式）、流感 H5 HA 和 SARS-CoV-2 S 的 NDV-VLP。通过 Western blot 证实嵌合蛋白成功整合到 VLP 中，稳定化 Env 的 gp120 亚基脱落减少。负染色电子显微镜显示，稳定化 Env-VLP 具有较高的表位密度，其中 NFL-TD 型 Env 的价态高于 SOSIP 型。流式细胞术表明，SOSIP 型 Env 保留了更多天然构象表位，而 NFL-TD 型 Env 的 CD4 诱导表位结合显著减少，证实了不同稳定化策略对 Env 构象的影响。
高表位密度 VLP 的免疫原性比较
在兔模型中，流感 HA-VLP 和 SARS-CoV-2 S-VLP 均能快速诱导高水平中和抗体，且持久性较好。然而，HIV-1 Env-VLP（无论是 SOSIP 还是 NFL-TD 型）仅能诱导零星的中和抗体反应，且滴度低、持久性差。与之形成对比的是，表达非稳定化 Env 的复制型腺病毒（Ad4 FDE3 Env150）可快速诱导自体中和抗体，且在 28 周内无明显衰减。这表明，仅靠高表位密度和天然构象不足以克服 Env 的免疫原性缺陷，复制型载体可能通过其他机制增强免疫反应。
TLR 刺激对中和抗体反应强度的影响
尝试通过 TLR 激动剂佐剂增强 Env-VLP 的免疫原性。AS01（TLR4 激动剂）和 RNA40（TLR7/8 激动剂）的加入仅使中和抗体滴度出现短暂提升，但未达到统计学显著水平，且未能诱导持久反应。尽管 RNA40 封装的 VLP 在部分动物中显示出一定的中和广度，但整体效果有限，表明单纯激活 TLR 通路不足以模拟复制型病毒载体的免疫原性优势。
抗原剂量对中和抗体反应的影响
提高抗原剂量（500μg）显著改善了中和抗体的持久性，尤其是 SOSIP 型 Env-VLP 组，中和活性在 41 周时仍保持稳定。剂量递增方案进一步增强了反应强度和广度，5/6 的 SOSIP 组动物可中和超过 2 种病毒株，部分动物甚至能中和所有测试毒株，尽管滴度较低。竞争实验表明，部分中和活性由靶向 V3 环的抗体介导，但广谱反应也显示出非特异性特征，提示高剂量可能通过增强抗原呈递和 germinal center 形成发挥作用。
免疫原结合抗体与表位映射
结合抗体分析显示，NFL-TD 型 Env-VLP 诱导的结合抗体水平较高，但中和活性较低，可能与表位暴露模式有关。电子显微镜多克隆表位映射（EMPEM）发现，低水平中和抗体主要结合 Env 的 V3/V1 区域，该区域在 1086C NFL 型 Env 中因糖基化位点差异而更易暴露。这解释了不同稳定化策略对抗体反应类型的影响，为优化 Env 构象以增强中和表位暴露提供了线索。
研究结论表明，HIV-1 Env 的免疫原性缺陷可通过模拟复制型病毒感染的特征部分克服，其中抗原剂量和剂量递增方案是诱导持久中和抗体反应的关键因素，而单纯依赖高表位密度、天然构象或 TLR 刺激效果有限。复制型载体的优势可能源于抗原持续存在、先天免疫刺激及细胞表面抗原呈递的协同作用。尽管高剂量方案在人体应用中可能面临可行性挑战，但其机制揭示为非复制型疫苗的优化提供了新方向，例如通过缓释技术或联合佐剂维持抗原持久性。此外，不同稳定化策略对 Env 表位暴露的影响提示，进一步优化 Env 构象以平衡稳定性和表位可及性，可能是提升免疫原性的重要途径。该研究为 HIV-1 疫苗设计提供了多维度的改进策略，有望加速高效疫苗的研发进程。
