Research press release

【ウイルス】ウシを免疫することによりHIVに対する中和抗体を誘発する

Nature

Virology: Cows herd immunity against HIV

HIVエンベロープ(HIVの外膜)を模倣したタンパク質を使って繰り返し免疫する方法を用いて、ウシの体内でさまざまなHIV株を抑制する広域中和抗体を迅速に作製できたことを報告する論文が、今週、オンライン版に掲載される。この新知見は、HIVワクチンの設計にとって有益な情報となる可能性があるが、この方法によりヒトの体内で類似の応答を誘導できるかどうかは明らかになっていない。

広域中和抗体は、一部のHIV感染者の体内で生成され、HIV免疫療法は、そうした抗体の作製を誘導できるワクチンの開発を目標としている。この効果をヒトとさまざまな動物モデルの体内で実現することは難題となっており、その理由として、一部の動物が、広域中和抗体に成熟するために必要な前駆体を十分に保有していないことが1つの可能性として挙がっている。これに対してウシの体内で生成される抗体は、他の動物の場合より広域中和抗体に成熟する能力が高いと考えられている。そこでDennis Burtonたちの研究グループは、HIVエンベロープを模倣するように設計されたBG505 SOSIPタンパク質を使って4頭のウシを免疫した。

今回の研究では、免疫した後に広域中和抗体が急速に生成されたことが観察され、例えば、1頭のウシの体内で生成された中和抗体は、42日後に研究対象のHIVサブタイプ(117種)の20%を中和し、381日目にはこの中和範囲が96%に増加していた。ヒトの体内でこれと類似した抗体を自然感染によって作製しようとすれば5年以上が必要となる。一方、エンベロープタンパク質を使って免疫されたラマを使った以前の実験では、効き目が弱く中和範囲の限定された広域中和抗体がわずか4か月強で生成された。

HIVワクチン開発に立ちはだかる課題の一部は、ヒトの抗体レパートリーに制約があることが原因となっている可能性が、今回の研究で得られた知見により示されている。しかし、ウシの体内で急速な応答が観察されたことで、ウシが他の病原生物に対する抗体を生成するための最適なモデルとなり、さまざまなワクチンの設計に役立つ可能性のあることが示唆されている、とBurtonたちは結論づけている。

Broadly neutralizing antibodies that can inhibit multiple strains of HIV can be generated rapidly in cows after repeated immunization with a protein that mimics the HIV envelope, reports a study published online in Nature this week. The findings may inform HIV vaccine design, although it remains uncertain whether the same approach could elicit a similar response in humans.

Broadly neutralizing antibodies are generated in a subset of people infected with HIV, and a goal of HIV immunotherapy is to produce a vaccine that could induce the generation of these antibodies. This effect has been difficult to achieve in in humans and a variety of animal models, possibly because some animals do not have sufficient precursors required to mature into broadly neutralizing antibodies. Cows, however, produce antibodies that may have greater potential to become broadly neutralizing. Thus, Dennis Burton and colleagues immunized four cows with a protein called BG505 SOSIP, which has been designed to mimic the HIV envelope - the outer membrane of the virus.

They observe rapid generation of broadly neutralizing antibodies following immunization; one cow produced antibodies capable of neutralizing 20% of the 117 HIV subtypes tested after 42 days, increasing to 96% breadth by 381 days. The length of time required to produce similar antibodies in humans through natural infection is over five years. Previous experiments on llamas immunized with envelope proteins produced broadly neutralizing antibodies with low potency and limited breadth only after more than four months.

These findings indicate that some of the challenges faced in attempts to develop a vaccine for HIV may be due to the limited repertoire of human antibodies. However, the rapid response observed in cows suggests that they may be an ideal model for producing antibodies against other disease-causing organisms to aid the design of a range of vaccines, the authors conclude.

doi: 10.1038/nature23301|英語の原文

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