重大突破！靶向 CD16a 与 gp120 的双特异性抗体 Bi-Ab32/16 在 HIV 免疫治疗中的深度剖析与挑战

为解决 HIV 无法治愈难题，西班牙巴塞罗那瓦尔德希伯伦大学医院等单位研究人员开展 Bi-Ab32/16 抗体研究。结果显示其体外有效，体内却导致 NK 细胞减少影响病毒控制。该研究为 HIV 免疫疗法提供关键线索，强烈推荐科研人员阅读。

　　

西班牙巴塞罗那瓦尔德希伯伦大学医院（Hospital Universitari Vall d’Hebron）传染病科等多个单位的研究人员 N. Sánchez-Gaona、D. Perea 等在《Communications Biology》期刊上发表了题为 “NK cell depletion in bispecific antibody therapy is associated with lack of HIV control after ART interruption” 的论文。这篇论文在艾滋病治疗研究领域意义重大，为开发新的免疫疗法提供了关键线索，有助于推动攻克艾滋病这一全球性难题的进程。

研究背景

艾滋病（HIV）感染目前仍然无法治愈，主要障碍在于病毒会潜伏在 CD4+T 细胞（一种免疫细胞，在人体免疫系统中发挥重要作用 ）的潜伏库中。抗逆转录病毒疗法（ART）虽然能有效抑制 HIV 病毒血症，但无法彻底清除病毒。近年来，“休克和杀死” 策略备受关注，该策略旨在通过潜伏期逆转剂（LRAs）激活 HIV 基因表达，再依靠免疫系统清除感染细胞。然而，大多数 LRAs 在体外逆转潜伏期效果不佳，在体内也未能有效缩小潜伏库，而且 HIV 感染和特定 LRAs 治疗还会损害包括 CD8+T 细胞和自然杀伤（NK）细胞（一种天然免疫细胞，能够直接杀伤被病原体感染的细胞和肿瘤细胞 ）在内的关键免疫细胞功能。因此，开发针对 ART 治疗后患者体内持续存在的 HIV 的新疗法迫在眉睫。

NK 细胞在对抗感染和肿瘤方面发挥着重要作用，在 HIV 感染过程中，它具有抑制病毒复制和调节携带 HIV-DNA 细胞的能力，还能通过抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC，一种免疫反应机制，NK 细胞通过其表面的 CD16 受体与结合在被感染细胞上的抗体的 Fc 段相互作用，从而被激活并产生细胞毒性反应，杀伤被感染细胞 ）杀死 HIV 感染细胞。基于此，招募和激活 NK 细胞有望成为对抗 HIV 感染的有效策略。此前已有研究探索了基于抗体促进 NK 细胞介导的抗 HIV 免疫反应的疗法，但双特异性抗体（BiAbs，一种经过工程改造的免疫球蛋白，它将两种不同单克隆抗体的特异性和特性整合到一个分子中 ）在 ART 中断后对病毒复发的影响尚未有研究评估。

研究方法

1. 构建双特异性抗体：研究人员设计了一种四价双特异性抗体 Bi-Ab32/16，它由针对 HIV 包膜蛋白 gp120 的非中和性抗体 A32 和针对 NK 细胞表面 CD16a 受体的单链可变片段（ScFv）组成。
2. 细胞实验：通过多种细胞实验，如细胞结合实验、细胞间接触实验、NK 细胞表型分析、NK 细胞激活和功能活性实验、抗体依赖的细胞介导的细胞毒性（ADCC）实验等，在体外评估 Bi-Ab32/16 对 HIV 感染细胞和 NK 细胞的作用。这些实验利用了流式细胞术等技术，对细胞表面标志物、细胞功能等进行检测和分析。
3. 动物实验：选用表达人白细胞介素 - 15（IL-15）的人源化小鼠（NSG-Hu-IL-15）模型进行体内实验。小鼠感染 HIV 后接受 ART 治疗，之后随机分组接受 Bi-Ab32/16、A32 或磷酸盐缓冲液（PBS）处理，监测免疫细胞亚群和病毒反弹时间，并对血液和脾脏中的 NK 细胞进行表型分析。

研究结果

1. Bi-Ab32/16 促进细胞间接触并改变 NK 细胞表型：通过细胞结合实验发现，Bi-Ab32/16 能同时与 gp120 和 CD16a 结合，且结合能力与单特异性抗体相似。细胞间接触实验表明，Bi-Ab32/16 可诱导表达 gp120 的 CD4+T 细胞和 NK 细胞形成细胞对。对 NK 细胞表型分析显示，经 Bi-Ab32/16 刺激后，NK 细胞表面 CD16、CD57 和 CD158b 等标志物表达增加，还促进了具有记忆样特征（NKG2C+CD57+）、高表达抑制性 KIR CD158b 和激活受体 NKG2D、低表达抑制性 NKG2A 受体的 NK 细胞的产生。
2. Bi-Ab32/16 引发强大的 NK 细胞激活和 ADCC 反应：在与表达 HIV 的细胞共培养实验中，Bi-Ab32/16 处理的 NK 细胞产生更高水平的 IFNγ 和 CD107a，且多功能 IFNγ+CD107a+NK 细胞数量增加，其诱导的 ADCC 反应也比 A32 抗体更强，对来自健康供体和 HIV 感染者（PWH）的 NK 细胞均有效。
3. Bi-Ab32/16 对体外 HIV 感染细胞的作用：在体外 HIV 感染模型中，Bi-Ab32/16 能有效结合 HIV 感染细胞，且结合比例与 A32 抗体相似。与 A32 抗体相比，Bi-Ab32/16 能更显著地降低 HIV 感染细胞的比例，对 CCR5 嗜性和 CXCR4 嗜性的 HIV 毒株均有效果。
4. Bi-Ab32/16 增强对潜伏感染细胞的杀伤：从接受 ART 治疗且病毒血症检测不到的 PWH 体内分离出 CD4+T 细胞，经病毒激活后与 NK 细胞共培养，发现 Bi-Ab32/16 刺激的 NK 细胞能显著减少激活细胞的数量，在部分样本中还能降低完整前病毒 DNA 的含量。
5. Bi-Ab32/16 在人源化小鼠模型中的评估：在 NSG-Hu-IL-15 小鼠模型中，Bi-Ab32/16 治疗组小鼠的 CD56+NK 细胞数量减少，且所有接受 Bi-Ab32/16 治疗的小鼠均出现病毒反弹，平均反弹时间为 ART 中断后 16 天，而 A32 治疗组只有 4 只小鼠出现病毒反弹，平均反弹时间为 22 天。
6. Bi-Ab32/16 对 NK 细胞动态的调节：对小鼠血液和脾脏中的 NK 细胞进行表型分析发现，Bi-Ab32/16 处理会扰乱 NK 细胞格局。血液中部分表达 NKG2C 和 CD69 的 NK 细胞亚群与 HIV 感染呈负相关，脾脏中也存在类似趋势，且部分 NK 细胞亚群的频率变化与 HIV 感染水平相关。

研究结论与讨论

本研究表明，Bi-Ab32/16 在体外能增强 NK 细胞的细胞毒性，有效介导 HIV 潜伏库细胞的清除，在 “休克和杀死” 策略中具有潜在应用价值。然而，在体内实验中，Bi-Ab32/16 会导致 NK 细胞数量减少，影响 HIV 的控制，这提示该双特异性抗体可能更适合用于体外细胞治疗或在感染的不同阶段使用。

研究人员推测，Bi-Ab32/16 对 NK 细胞的影响可能与 CD16 的持续刺激有关，体外研究显示抗体与 CD16 的多价高亲和力结合可能导致 NK 细胞自相残杀，从而使 NK 细胞数量减少。此外，A32 治疗组小鼠的病毒反弹时间延迟，这表明 A32 可能诱导了更生理性的反应，避免了 Bi-Ab32/16 过度刺激带来的不良影响，这也凸显了将体外研究结果转化为体内应用的复杂性。

此前有研究评估了基于广泛中和抗体的双特异性抗体对 HIV 的作用，与本研究结果既有相似之处，也存在差异，这引发了对干预最佳时机和 ART 中断是否适合靶向 NK 细胞的思考。同时，Env 糖蛋白的构象状态会影响抗体识别和 ADCC 反应，一些策略如使用 CD4 模拟化合物（CD4mc）改变 Env 构象，可能增强对 HIV 感染细胞的 ADCC 反应。

总体而言，本研究为开发针对 HIV 感染的免疫疗法提供了重要信息。未来可探索间歇性给药、体外预加载 NK 细胞或联合使用 CD4mc 等策略，以减轻 NK 细胞的消耗，增强 ADCC 反应，实现 NK 细胞对 HIV 感染细胞的有效杀伤。这一研究成果不仅加深了人们对 HIV 感染和免疫治疗的理解，更为后续研究指明了方向，有望推动艾滋病治疗领域取得新的突破。