慢病毒(lentivirus)如HIV和SIV能够导致宿主患上获得性免疫缺陷综合症(AIDS),并有效躲避宿主免疫系统的攻击。一旦感染建立,很难通过免疫机制加以遏制。然而,在病毒传播和大规模复制之前,宿主黏膜暴露于病毒后的最初几天,病毒可能更容易受到免疫系统的控制。研究人员发现,含有恒河猴细胞巨化病毒(RhCMV)的SIV疫苗能够在恒河短尾猴潜在的SIV复制位点建立长期持续、高效的SIV特异性效应记忆性T细胞(EMT)免疫反应,并在病毒突破黏膜屏障后的初期严格控高致病性SIVMAC239感染。
在一项实验中,24只恒河短尾猴仅接受RhCMV载体疫苗,或先接受腺病毒5(Ad5)载体疫苗再接受RhCMV载体疫苗。结果显示,13只猴子在感染初期对SIV实现了完全控制(SIV降至不可检测水平),其中12只猴子获得了长期(不少于一年)的免疫保护。而仅接受DNA/Ad5疫苗的9只猴子中,无一能控制SIV感染。这一结果的特征包括:血浆病毒血症基本消失(偶有短暂波动);血液和淋巴结单核细胞中与细胞相关的病毒含量显著下降至不可检测水平;效应位点CD4+记忆性T细胞未耗尽;SIV包膜蛋白(Env)特异性抗体未被诱导;接受RhCMV载体疫苗后,未发生T细胞免疫反应因SIV Vif蛋白诱导而丢失的现象。在疫苗阶段,获得的免疫保护与SIV特异性CD8+ T细胞的最高强度免疫反应相关,且即使在缺乏记忆性T细胞免疫反应的情况下也能产生。显然,RhCMV载体疫苗对SIV的控制不受CD8+或CD4+淋巴细胞耗竭的影响。对恒河猴的尸检结果表明,即使采用超灵敏检测技术,也只能在检测极限下偶尔检测到与细胞相关的病毒,这些观察提示存在最终将病毒完全清除的可能性。因此,采用能在宿主中长期持续存在的病毒载体(如CMV)及其相关的EMT免疫反应,可能对开发有效的HIV/AIDS疫苗具有重要贡献。
猴免疫缺陷病毒(SIV)是人类免疫缺陷病毒(HIV)的动物模型。2011年5月11日发表在《自然》杂志上的研究论文《效应记忆T细胞疫苗对高致病性SIV的深度早期控制》指出,在接受测试的恒河猴中,一种新型SIV疫苗能控制其中一半猴子的SIV病情。该疫苗利用一种在体内长期保持潜伏状态的病毒,使T细胞处于激活状态,从而准备迎击入侵的病毒。
加州大学戴维斯分校病理学者Peter Barry认为,这绝对是一个巨大进展,尽管疫苗还有优化空间,但获得50%的控制率非常了不起。
科学家们一直努力开发有效的SIV和HIV疫苗,部分原因是这两种病毒在体内传播迅速且易变异以逃避宿主免疫防御。此前开发的疫苗将HIV抗原编码到腺病毒中,但由于腺病毒载体寿命短,疫苗产生的记忆性T细胞容易撤退到淋巴结等待下一轮攻击。这也是2007年人类STEP疫苗测试失败的原因。俄勒冈卫生科学大学的免疫学者Louis Picker认为,在这种情况下,T细胞对入侵HIV的反应太慢,当T细胞离开淋巴结扩增并分化为效应T细胞时,HIV已大量传播而难以控制。他假设,要获得有效的HIV疫苗,必须在病毒一进入体内(即最易受攻击时)就持续刺激免疫系统攻击入侵病毒。
为验证这一假设,Picker及其同事通过基因工程将SIV抗原引入细胞巨化病毒(CMV)中,CMV是一种潜伏性病毒,能在体内长期无症状潜伏。研究人员给24只恒河短尾猴注射疫苗,一年多后用SIV感染它们。结果13只猴子在感染初期就控制了SIV,血液中SIV快速降至不可检测水平。几个月后,病毒在13只猴子中再度出现,其中12只再次攻击SIV,将血液SIV水平降下来。
美国FDA免疫调节实验室主管Ira Berkower认为,这种保护模式——病毒水平上升后立即下降,而非保持基线水平——能有效控制病毒。尽管疫苗不能阻止感染,但能将病毒含量降至几乎不可检测,因此如果免疫系统受抑制或功能减弱,病毒可能重新扩散。
美国国家卫生研究院癌症研究中心的逆转录病毒学者Genoveffa Franchini指出,尽管CMV持续存在可能提高疫苗有效性,但病毒载体本身也可能成为安全隐患,因为它可能破坏免疫系统。因此,对于要求慢性病毒载体在一生中持续存在的疫苗,满足所有安全条件非常困难。
Berkower认为,鉴于美国55岁以上人口中50%体内已存在潜伏性CMV,可以在已感染HIV的人群中测试疫苗的免疫原性,但必须确保疫苗对所有人足够安全。
Picker团队目前正在设计安全性更高、致病性更低的CMV载体。Picker认为,很有希望获得一种对人类安全有益的病毒载体。