非包膜免疫原启动VRC01前体B细胞不利于HIV-1包膜蛋白加强免疫的效果研究

本研究针对HIV-1疫苗开发中VRC01类抗体诱导的难题，通过比较抗独特型抗体(iv4/iv9)与包膜蛋白(426c.Mod.Core)两种启动策略，发现非包膜免疫原启动会导致B细胞突变偏离Env识别，而包膜蛋白同源启动-加强方案能更有效扩增靶向B细胞并产生更高抗体滴度，为HIV-1疫苗设计提供了重要指导。

　　

在HIV疫苗研发领域，如何诱导产生具有广泛中和能力的VRC01类抗体一直是科学家们面临的重大挑战。这类抗体能识别HIV-1包膜蛋白(Env)上的CD4结合位点(CD4-BS)，但需要经历复杂的体细胞高频突变(SHM)过程才能获得足够的中和广度。然而，天然Env蛋白无法有效结合未突变的VRC01前体B细胞，这促使研究人员开发了两种策略：一种是直接改造Env蛋白的种系靶向免疫原，另一种则是利用能特异性识别VRC01类B细胞受体(BCR)的抗独特型抗体(ai-mAb)。

Fred Hutchinson癌症中心的研究团队在《npj Vaccines》发表的研究中，通过精巧的小鼠过继转移模型，系统比较了这两种启动策略的效果。他们采用单细胞测序、生物膜层干涉技术(BLI)和流式细胞术等方法，追踪了B细胞在生发中心(GC)中的动态变化。研究发现，虽然抗独特型抗体iv4/iv9能特异性激活VRC01前体B细胞，但这些细胞在后续Env加强免疫中表现不佳，约50%的突变体丧失了对Env的识别能力。相比之下，Env同源免疫方案虽然会激活大量非靶向B细胞，但能产生更强的正反馈机制，显著提升靶向B细胞的GC反应和抗体滴度。

在技术方法上，研究人员构建了携带2W1S表位的iv4/iv9双特异性抗体和426c.Mod.Core蛋白，使用SMNP佐剂增强免疫效果。通过过继转移生理频率的iGL-VRC01 B细胞(1/200,000)，采用流式细胞术分析脾脏和淋巴结中的B细胞亚群，并通过单细胞分选和BCR测序追踪突变模式。血清学分析采用ELISA检测eOD-GT8和426c结合抗体，BLI技术评估重组抗体的亲和力变化。

研究结果部分，"Optimizing an adoptive transfer model to test bispecific iv4/iv9"显示，SMNP佐剂比SAS能更有效扩增iGL-VRC01 B细胞(16倍)并诱导更强的GC反应。"Comparing B cell responses to homologous and heterologous prime boost regimens"发现，426c同源方案在淋巴结中产生最高频率的靶向GC B细胞(~30%)，而iv4/iv9启动组在加强后仅有~5%。"ai-mAb immunization induces somatic mutations that negatively impact 426c recognition"通过单细胞测序揭示，35%的突变体含有VRC01类抗体特征突变，但多数(50%)丧失426c结合能力。"Comparing plasma responses"证实426c同源方案产生最高血清抗体滴度，且包含大量非CD4-BS抗体。"Circulating off-target antibodies promote on-target iGL-VRC01 B cell responses"意外发现，非靶向抗体可通过正反馈机制促进靶向B细胞应答，使其GC频率提升至与同源方案相当水平。

这项研究得出了两个重要结论：首先，抗原性不同的非Env免疫原不适合用于VRC01类B细胞的启动，因其诱导的突变会削弱后续Env加强效果；其次，Env免疫产生的"脱靶"抗体并非完全有害，反而能通过正反馈机制促进靶向反应。这些发现颠覆了以往认为应尽量减少非靶向应答的观点，为HIV疫苗设计提供了新思路：理想的启动-加强方案应保持抗原连续性，同时允许适度的多克隆B细胞激活。该研究不仅为VRC01类抗体的诱导策略提供了直接指导，其揭示的抗体反馈机制对其它需要复杂亲和力成熟的疫苗设计也具有重要借鉴意义。