Science Daily — 位在國家過敏與傳染病研究所（NIAID）與國家衛生研究院（NIH）的研究人員發現了一個對設計 AIDS 疫苗來說，可能是最深遠的影響。他們捕捉到在 HIV 表面一個關鍵蛋白質的分子層級的照片，並可以藉此瞭解當 HIV 與抗體結合時的實際狀況。不像大多數不斷變種的病毒，這個蛋白質的組成更穩定而且更重要。研究人員表示，這個名為 b12 的特定抗體會從病毒的弱點處攻擊，並且可以抵銷掉 HIV 病毒。
圖1. 3-D X-ray crystallographic image showing the broadly neutralizing antibody b12 (green ribbon) in contact with a critical target (yellow) for vaccine developers on HIV-1 gp120 (red). (Credit: NIAID)（圖片來源：http://www3.niaid.nih.gov/news/newsreleases/2007/B12antibodyimage.htm）
「能夠研發出 HIV 的疫苗是科學界現在最大的挑戰。」NIH 主任 Elias A. Zerhouni 醫師這樣說到「NIH 研究人員們透過 HIV 病毒武裝中的一個空隙開啟了迎接這一個挑戰的一個新途徑。」
這個研究小組由NIAID 疫苗研發中心的 Peter Kwong 博士率領。研究小組成員還包含其他來自 NIAID、國家癌症研究所、NIH 及波士頓的 Dana-Farber 癌症研究所、加州的 Scripps 研究所的科學家們。這項成果已發表於二月 15 日的《自然》期刊（http://www.nature.com/nature/journal/v445/n7129/abs/nature05580.html）。目前線上版本已經可以看得到。（此研究成果也成為該期自然期刊的封面）
圖2. Nature 2007 年 Feb. 15 日期刊封面（圖片來源：http://www.nature.com/nature/journal/v445/n7129/index.html）
「這個由 Kwong 博士與他的團隊所進行的高雅地工作提供了我們一個長久以來對於 HIV gp 120 表面蛋白究竟是如何與抗體作用的一個精確的圖像。」NIAID 主任 Anthony S. Fauci 醫師說「這個發現對開發病毒疫苗來說，有助於得到一個強健的抗體反應。」
圖3. 左圖表示 HIV 病毒表面的 gp120 醣蛋白會與人體免疫系統中 T 細胞表面的 CD4 結合，進而導致 T 細胞被 HIV 病毒感染；中圖顯示出一個廣效且中性的抗體（紅色的Ｙ）會穩定地鍵結於 HIV 與 T 細胞之間，使得 HIV 對 T 細胞的感染失敗；右圖顯示出一個不穩定的抗體（藍色的Ｙ）由於無法與具有彈性的 gp120 醣蛋白緊密結合而掉落，因此使 T 細胞遭受 HIV 感染。
多年來，HIV 靠著躲避自然或疫苗所誘發的免疫反應，因此在疫苗的發展上出現了阻礙。Kwong 補充到「我們對 HIV 瞭解的越多，我們對病毒在對抗免疫系統過程中的多層次防禦就越加瞭解。」比方說，HIV 病毒不但會快速且持續的進行突變，使得免疫系統無法辨識或是摧毀它，同時病毒也會被醣分子裹纏著。而這個頑固的醣分子可以掩護病毒不受抗體的干擾，並且可以使它得以抓住細胞並加以感染。
在 1998 年，Kwong 博士與他的研究團隊發表了第一篇有關 HIV gp 120 與細胞受體 CD4 相互結合的 X-繞射快照圖。這個圖形讓研究團隊隱約見到病毒上也許有一些可以讓藥物或疫苗加以結合的位置，但它也顯露出 HIV 病毒本身的重重防範之程度。例如科學家後來得知 CD4 與 gp-120 接觸後會改變 gp120 構形的改變，這使得病毒得以藉由構形型態的改變來偽裝，進而遮蔽、騙過免疫系統的攻擊。
圖4. 此圖為 HIV 表面的 gp120 醣蛋白結晶圖。黃色的圓點表示與 CD4 鍵結的位置；水藍色的菱形點表示與共受體（coreceptor）鍵結的位置。（圖片來源：http://www.biomedcentral.com/1471-2334/4/41/figure/F4）
早期的研究中提供了 CD4-gp120 復合物的圖像，而新的發現精確的描述了 gp120 與 CD4 之間究竟發生了什麼事。研究人員發現 gp120-CD4 彼此的接合是從一個高度集中的地區開始，逐漸的發展成為更廣泛且更穩定的互動。
「他們彼此間第一次的接觸就像是從謹慎的握手開始，然後變成熱情的擁抱。」Gary Nabel 博士這樣說到。
要成為一個有效的 HIV 疫苗首先需要能誘發產生抗體，並且能針對不同的 HIV 病毒株有偵測與摧毀的能力。科學家們藉由研究人們血液當中的免疫系統，希望能找尋到一個廣泛且中性的抗體，希望它可以抓住病毒並且能有長時間的存活能力。而 b12 即是這種稀少、廣泛的中性抗體。
直到現在，還沒有任何一個成功解析 b12 與 gp120 形成復合物結構的詳細資料。這表示要把 b12 與 gp120 相互結合在一起形成結晶是多麼困難的一件事。為了克服這個問題，研究人員製備出各式各樣的 gp120 糖蛋白，最後終於得到一個足夠剛硬的蛋白，得以捕捉到 gp120 與 b12 形成復合物的畫面。他們看到 b12 鍵結到 gp120 與 gp120 一開始鍵結到 CD4 上時所用到的位置是一樣的。然而與 gp120-CD4 互動不同的是，b12 並不需要改變分子的形狀就可以與 gp120 形成一個穩定的鍵結。基本上科學家發現，CD4 接觸的起始點對 gp120 而言是微弱的，因為這是一個稱之為 “抗原表位”（epitope）的辨識位置－對 b12 來說。
「發展可以產生廣效且中性的 HIV 抗體疫苗是我們最主要的目的之一」Nabel 博士這樣說「這個 gp120 醣蛋白抗原表位的結構以及它可以被廣效且中性的抗體攻擊的感受性讓我們得以瞭解病毒的弱點，並且得以藉此成為疫苗作用的目標。這也是近幾年來在相關領域當中最好的一個線索。」
Note: This story has been adapted from a news release issued by NIH/National Institute of Allergy and Infectious Diseases.
論文摘要：http://www.nature.com/nature/journal/v445/n7129/abs/nature05580.html
原始網頁：http://www3.niaid.nih.gov/news/newsreleases/2007/b12antibody.htm
相關網頁：http://www.sciencedaily.com/releases/2007/02/070215141848.htm