粘膜艾滋病疫苗的有效性受限于疫苗穿過(guò)上皮屏障的能力，近期來(lái)自馬里蘭大學(xué)，Jackon實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)表了題為“A neonatal Fc receptor-targeted mucosal vaccine strategy effectively induces HIV-1 antigen-specific immunity to genital infection”的文章，報(bào)道了他們研發(fā)的一種新型疫苗，這種疫苗能突破上皮細(xì)胞的屏障，保護(hù)小鼠免受艾滋病病毒的侵害，這項(xiàng)研究也許將能用于開(kāi)發(fā)人類艾滋病疫苗，相關(guān)成果公布在Journal of Virology雜志上。

    領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的是馬里蘭大學(xué)華裔科學(xué)家朱小平博士，朱小平研究組主要從事病毒分子免疫機(jī)制相關(guān)領(lǐng)域的研究，曾獲得過(guò)許多這方面的新成果，發(fā)表PNAS，Nature Biotechnology等多篇文章。

    目前全球有三千三百萬(wàn)人感染艾滋病病毒，其中美國(guó)占據(jù)約4%，我國(guó)的最新數(shù)據(jù)（截至2011年9月底）表明，艾滋病病毒感染者和病人42.9萬(wàn)例，其中病人16.4萬(wàn)例，死亡8.6萬(wàn)例。艾滋病病毒感染者雖然可以獲得抗病毒治療，但到目前為止，這還是一種無(wú)法治愈的疾病。因此盡快研發(fā)有效的疫苗，是預(yù)防艾滋病的重要手段。

    I型艾滋病病毒感染主要是通過(guò)生殖器或者其它粘膜傳染，從這里，這些病毒會(huì)快速的傳播到遠(yuǎn)程粘膜處，以及全身淋巴組織中，因此當(dāng)艾滋病I型病毒存在于粘膜中的時(shí)候是理想的靶標(biāo)時(shí)間，可以防止其傳播。但是粘膜上皮細(xì)胞的物理結(jié)構(gòu)限制了疫苗蛋白，使之無(wú)法與免疫受體細(xì)胞，比如T細(xì)胞，B細(xì)胞等相互作用。

    為了能使疫苗更有效的發(fā)揮作用，在這篇文章中，研究人員利用了一種稱為新生兒Fc受體（Neonatal Fc receptor, FcRn）的免疫蛋白——這種受體是負(fù)責(zé)上皮細(xì)胞主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)免疫球蛋白IgG的受體，在許多細(xì)胞和組織中都有表達(dá)，包括成體動(dòng)物的粘膜上皮細(xì)胞。FcRn能結(jié)合到IgG中的Fc結(jié)構(gòu)域上，并帶著IgG穿過(guò)胎盤，或者腸道上皮細(xì)胞，幫助胎兒在發(fā)育出自己的免疫系統(tǒng)之前，抵抗病原的侵害。除此之外，F(xiàn)cRn還能通過(guò)上皮細(xì)胞，或者其它系統(tǒng)再循環(huán)IgG，延長(zhǎng)IgG抗體的半衰期。

    研究人員首先構(gòu)想，將IgG Fc結(jié)合片段與HIV抗原融合在一個(gè)蛋白中，然后通過(guò)FcRn來(lái)傳遞穿過(guò)粘膜上皮細(xì)胞，到達(dá)抗原細(xì)胞，之前他們?cè)晒Φ膶gG Fc結(jié)合片段與一種皰疹病毒抗原聯(lián)合在一起。

    Gag-Fc融合蛋白

    為了確定HIV-IgG融合蛋白是否能通過(guò)FcRn進(jìn)行傳遞，并引發(fā)B細(xì)胞和T細(xì)胞針對(duì)HIV I型病毒的免疫反應(yīng)，研究人員將HIV Gage上的p24蛋白，與IgG Fc重鏈融合在了一起，之后經(jīng)鼻把蛋白加入到了C57BL/6 （B6） 小鼠體內(nèi)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種融合蛋白確實(shí)能穿過(guò)鼻，肺部，以及氣管的上皮細(xì)胞，而對(duì)照組（FcRn被敲除的小鼠）則不能穿過(guò)，這說(shuō)明FcRn介導(dǎo)了傳遞過(guò)程。

    接著研究人員又在小鼠上施用了復(fù)合了CpG位置富集免疫激活DNA的Gag-Fc融合蛋白，這又進(jìn)一步提高了Gag特異性的血清，以及粘膜抗體的含量。這些結(jié)果表明Gag-Fc/CpG融合蛋白能誘發(fā)高強(qiáng)度的FcRn介導(dǎo)的B細(xì)胞應(yīng)答，而且在引入了這種融合蛋白的小鼠脾臟中也發(fā)現(xiàn)，小鼠能產(chǎn)生比對(duì)照小鼠多10-15倍的IFNG CD4+ and CD8+ T細(xì)胞，這說(shuō)明Gag-Fc/CpG融合蛋白免疫作用也能引發(fā)強(qiáng)烈的FcRn介導(dǎo)的，HIV T細(xì)胞應(yīng)答。

    遠(yuǎn)程免疫作用

    除此之外，這項(xiàng)研究也證明這種FcRn介導(dǎo)的粘膜免疫作用也能引發(fā)遠(yuǎn)程的病毒保護(hù)作用——B6小鼠施用Gag-Fc蛋白四個(gè)星期之后，研究人員在其陰道加入了一種劇毒的牛痘病毒（rVV-Gag），結(jié)果發(fā)現(xiàn)比較于對(duì)照組，這些小鼠感染病毒率更低，子宮更小（也許是由于炎癥，出血等情況減少），而且這些小鼠肺部縱隔淋巴結(jié)中也產(chǎn)生了更多的B細(xì)胞應(yīng)答，其它相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)也證明了T細(xì)胞應(yīng)答大量增加了。

    長(zhǎng)期持久的免疫作用

    進(jìn)一步的研究還證明了這種FcRn介導(dǎo)的粘膜免疫作用能產(chǎn)生長(zhǎng)期持久的B細(xì)胞和T細(xì)胞免疫記憶，研究人員發(fā)現(xiàn)在施用Gag-Fc蛋白的4個(gè)月后，HIV Gage抗原重新刺激的B6小鼠能產(chǎn)生大量的長(zhǎng)時(shí)間B細(xì)胞，以及骨髓漿細(xì)胞（分泌Gage特異性IgG抗體）記憶，而且體外HIV Gage抗體刺激這些小鼠的脾臟，也會(huì)產(chǎn)生比對(duì)照組多得多的CD4+ and CD8+ T細(xì)胞。除此之外，同樣這些小鼠受到rVV-Gag抗體感染的也少于對(duì)照小鼠。

    總而言之，這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，小鼠中經(jīng)鼻加入的HIV Gage抗體與IgG Fc片段融合蛋白疫苗，能有效的通過(guò)FcRn傳遞，穿過(guò)粘膜上皮細(xì)胞，達(dá)到長(zhǎng)時(shí)程的HIV Gag特異性B細(xì)胞和T細(xì)胞免疫基因，而且不僅是在感染的位置，在遠(yuǎn)程位置也有相同的作用。如果能在人類中研發(fā)相同作用的疫苗，這將是人類對(duì)抗艾滋病的一大利器。

    FcRn如何獲取

    抗體的作用取決于其在血清的半衰期，IgG血清半衰期通過(guò)FcRn途徑得以延長(zhǎng)。由于小鼠和大鼠的FcRn與人類FcRn差異很大，因此要開(kāi)發(fā)以IgG為基礎(chǔ)的治療方法受到限制，JAX的Derry Roopenian教授開(kāi)發(fā)出了兩個(gè)小鼠系，能避免這種限制：

    B6.Cg-Fcgrttm1Dcr Tg（FCGRT）276Dcr （004919）

    B6.129X1-Fcgrttm1Dcr/Dcr （003982）