根据2005年1月份期刊的《病毒学》杂志报道,美国杜克大学医学研究中心发现在动物实验中可以通过人工HIV-1型基因引发抗HIV-1型免疫应答来产生蛋白质。这种通过基因工程产生的蛋白质具有一个类似几个HIV链中共有的蛋白质的“中心”结构,可以作为研究艾滋病疫苗的基础。研究人员称,人工基因产生具有生物功能的蛋白质在HIV疫苗研制道路上是一个极为重要的过程。此项研究得到美国国立卫生研究院的过敏和传染病研究所支助。
杜克大学医学研究中心的项目负责人Feng Gao副教授说,此项研究证明我们可以用人工HIV-1型基因来产生细胞和体液免疫应答。从此疫苗发展道路上一个棘手的问题将不复存在。细胞免疫应答来自于杀伤性T细胞和辅助T细胞特定的免疫细胞,而体液免疫应答是指那些来自于血液循环中的抗体蛋白。
实验中,Gao博士和他的同事们发现名为CON6的人工HIV-1型外壳鞘基因,与天然HIV-1型蛋白质的作用是类似的。蛋白质结合到人体免疫系统细胞的分子表面,而这些分子表面就是HIV-1侵入感染细胞的主要入口。同时他们也发现,在感染了不同HIV-1亚型的人血液中的抗体也可以识别,并与来自CON6基因的蛋白质发生反应,甚至比“野生种”的HIV外壳鞘蛋白的效果更好。
CON6基因的合成是通过美国洛斯阿拉莫斯国家实验室中的计算机来“中心化”,并使结构尽可能与世界上HIV-1型的绝大多数相同分子链中的基因亚型相同。这些称之为M基团的链含有9个亚型,而且与全球90%以上的感染有关。研究者希望这个新的基因有助于解决HIV-1型基因的多变性。
Gao博士说,在HIV-1亚型中的多变性使得疫苗的发展非常困难,所以通过计算机设计的中心化后基因对于发展多种HIV-1亚型疫苗的发展都非常有用。但是,因为中心化的基因是人工合成的,因此到目前为止还存在很多问题,也就是这些基因可能还无法产生类似于自然基因一样的生物学功能。
人体在感染病毒后的2到4周左右会对HIV-1型产生免疫应答。杀伤性T细胞 B细胞可以通过攻击侵入的病毒和感染的细胞来降低HIV-1的浓度。尽管研究者们已经做了很大的努力,但是一些HIV-1仍然可能会逃脱人体免疫系统的保护作用,特别是当病毒在它的人体宿主中发生变异的时候,那么对于最初的免疫应答就不会再起作用。研究一种可以同时刺激和攻击HIV链交叉反应中的抗体和T细胞对HIV-1的应答是保护人体免受感染的最好的方法。
在9个HIV-1亚型的M基团上, CON6产生的蛋白质在它的氨基酸序列上仅有15%氨基酸与相应的天然的基因不同。这表示仅有一半与天然基因不同的氨基酸存在于亚型中。氨基酸是蛋白质分子的基础。CON6基因是通过选择HIV-1亚型中共有的氨基酸序列来合成的。