Nat Immunol背靠背 | HIV疫苗研究同时聚集“不依赖N332”的广谱抗体|hiv|免疫|前体|广谱|抗体|疫苗研究

撰文 | 格格

HIV-1疫苗研发的核心挑战在于如何高效诱导出能够穿透病毒包膜蛋白（Env）“糖盾”的广谱中和抗体。Env上的V3聚糖表位是广谱中和抗体的常见靶点，但传统针对此表位的抗体（I型）其活性通常严格依赖于Asn332位点的聚糖，而该聚糖的易变性易导致病毒逃逸，且这种依赖性可能是在抗体成熟后期获得的，导致使用完全糖基化的免疫原难以有效激活正确的抗体前体。尽管近期从感染者体内发现了不依赖Asn332聚糖的II型抗体，证实了此类谱系的存在，但如何通过疫苗设计快速激活这类具有广谱潜力的抗体前体、并解析新型不依赖N332聚糖的抗体的作用机制，仍是简化艾滋病疫苗设计与优化抗体疗法的关键突破口。

近日，来自美国 Wistar 研究所的Amelia Escolano研究团队和德国科隆大学的Florian Klein研究团队分别在Nature Immunology杂志发表题为Rapid elicitation of neutralizing Asn332-glycan-independent antibodies to the V3-glycan epitope of HIV-1 Env in nonhuman primates和Identification of a potent V3 glycan site broadly neutralizing antibody targeting an N332gp120 glycan-independent epitope的研究论文，两项研究共同探索了靶向HIV-1 Env蛋白上V3聚糖表位的新策略。Wistar研究所团队通过工程化“去糖”免疫原WIN332，在非人灵长类模型中实现了单次免疫快速激活靶向V3表位的中和抗体；科隆大学团队则从精英中和者中分离出强效抗体007，揭示了一种完全摆脱N332依赖、但依赖双价结合实现高效中和的全新作用模式，并证明其与经典抗体在联合治疗中具有协同潜力。

Wistar研究所的这项研究通过设计一种名为WIN332的工程化免疫原，探索了快速激活靶向HIV-1 V3聚糖表位抗体的新策略。该免疫原基于BG505毒株的Env SOSIP三聚体，通过基因工程移除了包括Asn332在内的多个V3区特征性聚糖位点。研究首先在体外证实，WIN332能够有效结合多种人类I型和II型V3聚糖广谱中和抗体的种系前体，并发现尽管BF520成熟抗体依赖Asn332聚糖，但其未突变共同祖先对缺乏Asn332聚糖的WIN332亲和力反而更高，支持了Asn332聚糖依赖性是在抗体成熟过程中获得的观点。在非人灵长类动物模型中，仅单次免疫WIN332后三周，动物体内便产生了靶向V3环GDIR基序的强健血清抗体反应，且这些抗体能耐受Asn332聚糖的存在。血清抗体对一系列糖基化程度渐增的假病毒表现出抑制活性，包括对完全糖基化的自体BG505病毒的低水平中和作用。进一步从免疫动物中克隆出的单克隆抗体，在序列和结构上与人类广谱中和抗体（如BG18和EPTC112）的种系前体高度同源，且体细胞超突变水平较低。冷冻电镜结构解析揭示了这些抗体以不依赖Asn332聚糖的方式结合Env的分子基础。综上，该研究表明，通过去除关键聚糖的免疫原设计，能够在单次免疫后快速激活与人类广谱中和抗体种系前体高度同源的抗体谱系，为简化HIV疫苗设计、加速广谱中和抗体的产生提供了新的可行路径。

科隆大学Florian Klein研究团队的这项研究从一名具有强效广谱中和活性的HIV-1感染者（精英中和者EN01）体内，分离并鉴定出一种名为007的新型广谱中和抗体。该抗体靶向V3聚糖表位，但采用了一种全新的作用机制：冷冻电镜结构解析显示，007的CDRH3主要与V3环上高度保守的324GD/NIR327氨基酸基序直接相互作用，其重链框架区通过独特的富含甘氨酸序列容纳N156和N301位点的聚糖，但完全不依赖传统V3抗体所必需的Asn332聚糖。这种独特的结合模式赋予007高达100%的中和广度（几何平均IC50为0.008 µg/ml），并使其对经典V3抗体易感的N332位点逃逸突变完全耐受，而逃逸突变主要发生在V1/V2环和V3环非N332位点。机制研究进一步揭示，007的Fab片段与Env的单价亲和力很弱（微摩尔级），但其双价形式的IgG通过交联两个Env三聚体形成独特的“三聚体-二聚体”结构，借助亲和力效应实现强效中和。在人源化小鼠模型中，007单药治疗能有效降低病毒载量，且其逃逸病毒对经典V3抗体10-1074依然敏感；联合使用007与10-1074可延长病毒抑制时间，迫使病毒积累复合逃逸突变，显示出协同抗病毒效果。综上，该研究鉴定出一种强效、广谱且天然不依赖N332聚糖的新型抗体007，揭示其独特的抗原识别与中和机制，并证明其与经典抗体在功能上互补、在联合治疗中协同，为下一代HIV-1抗体疗法和疫苗设计提供了重要的新靶点和新思路

综合这两项背靠背研究，针对HIV-1 V3聚糖表位的策略正从传统依赖Asn332聚糖的范式，转向主动靶向不依赖该聚糖的保护性抗体谱系。两项研究共同证明，不依赖Asn332聚糖的V3表位是可被疫苗诱导和药物靶向的“可成药”热点，为简化疫苗设计和优化联合治疗开辟了新路径。

https://doi.org/10.1038/s41590-025-02408-z

https://doi.org/10.1038/s41590-025-02385-3

制版人：十一

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（*排名不分先后）