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[闲聊] 为什么同样是病毒,艾滋病毒(HIV)疫苗这么多年都没有研发出来,新冠疫苗这么快就研发出来了呢?

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世豪 发表于 2021-6-14 20:35:48 | 显示全部楼层
 
医学生来粗浅的回答一下:
众所周知,疫苗的目的是为了让人产生抗体,但抗体也有很多种,而我们需要的是中和抗体。中和抗体与抗原结合以后,能够被吞噬细胞吞噬降解,从而使得病毒失去感染能力。而非中和抗体有时可能还会帮倒忙,比如与抗原结合形成中等大小的免疫复合物后引起III型超敏反应等等。
所以在制备疫苗时,针对的都是病毒能够产生中和抗体的结构。以新冠病毒为例,下面是新冠病毒的模式图:
 第1张图片 (图侵删)
新冠病毒的结构中,抗体能够够得着的,并且能产生中和抗体的是表面的S蛋白,所以新冠疫苗都是针对它来的。
再看看HIV的结构:
 第2张图片 (HIV结构模式图,图侵删)
HIV的各种结构中,能够诱导产生中和抗体的是糖蛋白gp120,所以HIV疫苗针对的都是它。
既然HIV能够产生中和抗体,那为什么还是没能研发出疫苗呢?
第一个问题就是HIV太容易变异了。

HIV的基因组为两条+ssRNA,而且属于逆转录病毒
什么是逆转录病毒呢?正常来说遗传信息的传递方向是DNA→RNA→蛋白质,但是逆转录病毒要先吧RNA逆转录形成DNA,再经历上面这一流程。问题就出在这逆转录上了,DNA的复制是有一套纠错机制的,而逆转录不仅错配率高,错了还没有校正功能,所以在逆转录过程中HIV的基因组就很容易发生变异。逆转录过程中2×10^4次就会发生一次错误。而偏偏编码糖蛋白gp120的env基因是最容易发生变异的,它一变异,之前产生的抗体就不能和它结合了,疫苗也就没有效果了。
而新冠病毒虽然也是RNA病毒,但并不属于逆转录病毒,虽然也能变异,但是没有HIV的变异能力那么强。
另一点很多答案都提到了。gp120的抗原表位常常被遮蔽
抗原表位是抗原和抗体结合的部位,一个抗原分子并不是说全身各处都能与抗体结合的。只有几处特异性的抗原表位才能与抗体结合,而gp120是与gp41连接起来,更要命的还喜欢搞多人运动,形成三聚体,整个分子是非常大的。这么大的分子,其抗原表位也不见得有很多。而且我们都知道蛋白质的空间结构是很复杂的,这些抗原表位常常被遮挡住了,抗体也就不能和它结合了。
最后就是HIV强大的免疫逃逸能力。

HIV能够以多种方式逃避免疫系统对它的追杀:
方法之一就是上面提到的频繁变异;
方法之二就是潜伏感染:HIV感染细胞后也能进入潜伏状态。HIV的RNA逆转录形成DNA以后,可以直接整合到细胞的基因组,随着细胞基因组的复制一起复制。潜伏感染的细胞表面不会表达HIV的蛋白,所以免疫系统也不能识别出来并进行清除。
方法之三是利用DC细胞:
DC细胞叫做树突状细胞,是最强的专职抗原提呈细胞。要知道,T细胞是不能直接识别抗原的,而是需要抗原提呈细胞先把抗原吞了,提炼出抗原肽,然后抗原肽与抗原提呈分子的MHC分子形成复合物,再与T细胞表面的受体结合,是T细胞活化,启动后续的适应性免疫过程。
 第3张图片 HIV倒好,它进入DC以后,不仅不会被处理,反而把DC细胞当作其避难所,藏起来了。DC细胞表面高表达MHC II类分子,能够结合并激活CD4阳性的T细胞。而CD4阳性T细胞不是别的,正是HIV的 靶细胞,DC细胞与CD4阳性T细胞结合后,直接就把病毒颗粒给了CD4阳性T细胞,妥妥的带路党行为。
HIV具有这么多特殊的能力,自然就使得其疫苗的研发难度噌噌噌地上去了。
而新冠病毒能产生中和抗体,变异能力虽然有但没有HIV那么强,新冠病毒的免疫逃逸能力我了解得不多,想来应该没有HIV那么强,所以新冠疫苗的研发也就容易一些啦。
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