跳到主要内容
访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
《维罗尔杂志》。1998年10月；72(10): 7852–7859.
数字对象标识：10.1128/jvi.72.10.7852-7859.1998年
预防性维修识别码：第10105页
PMID：9733822

猿猴免疫缺陷病毒、猿人免疫缺陷病毒和人类免疫缺陷病毒1型感染抗体成熟的共同主题

凯利·斯特凡诺·科尔,1 迈克尔·墨菲-科尔布,1 Opendra Narayan公司,2 桑杰·V·约格,2 乔治·M·肖,三和罗纳德·蒙特拉罗1,*
作者信息 文章注释 版权和许可信息 PMC免责声明

摘要

对人类免疫缺陷病毒1型（HIV-1）和猴免疫缺陷病毒（SIV）的病毒特异性免疫反应进行表征，对于了解可能决定病毒感染和疾病过程的早期病毒-宿主相互作用至关重要。通过一组全面的血清学检测，我们之前已经证明，SIV弱毒株诱导的病毒特异性抗体反应复杂而漫长的成熟，与保护性免疫的发展密切相关。在本研究中，我们扩展了这些分析，以解决有关病毒特异性抗体对致病性SIV、SIV/HIV-1（SHIV）和HIV-1感染的反应性质的几个问题。结果首次证明了SIV、SHIV和HIV-1感染的抗体成熟的共同主题，其特征是在病毒感染后的前6至10个月内抗体滴度、构象依赖性和抗体亲和力持续变化。我们证明，这种病毒特异性抗体反应的渐进进化与病毒复制水平和感染病毒株的致病性无关。虽然这些研究中使用的血清学分析有助于在评估减毒SIV疫苗疗效期间区分保护性和非保护性抗体反应，但这些相同的分析并不能区分致病性SIV、SHIV或HIV-1感染的临床感染结果。这些结果可能反映了与控制既定病毒感染的免疫机制相比，介导保护免受病毒攻击的免疫机制存在差异，并且它们表明，在早期免疫成熟过程中，体液和细胞反应的其他特征发生了演变。

人类免疫缺陷病毒（HIV）和与之密切相关的猿猴免疫缺损病毒（SIV）感染后的最初几周内检测到免疫应答(25,26). 这些反应包括产生病毒特异性抗体和扩大CD4的病毒特异性人群+和CD8+T细胞。虽然细胞毒性T淋巴细胞被认为在控制最初的原发性病毒血症中起着重要作用(4,23)，在最初的病毒性发作期间，也会对几种病毒抗原产生强烈的体液免疫反应(14,31). 在感染急性期后，HIV 1型（HIV-1）感染患者进入无症状临床潜伏期，在此期间血浆中病毒特异性抗体的定量水平保持较高水平(32). 正是在这个无症状期，病毒特异性免疫反应似乎可以有效控制病毒复制(17,45).

描述参与控制和限制HIV-1和SIV病毒体内复制的特异性免疫反应，对于理解可能决定病毒感染和疾病过程的早期病毒-宿主相互作用非常重要。此外，这些研究可以确定疫苗开发的保护性免疫反应的性质。迄今为止，最成功的疫苗是用自然或基因工程SIV弱毒株对猕猴进行实验性接种，这些弱毒株能在不产生临床症状的情况下感染猕猴(10,12,27,35,46). 用减毒病毒株感染猴子能够引发限制病毒感染和疾病进展所需的免疫反应；然而，广泛保护性免疫被发现高度依赖于感染后的时间长度，这表明免疫反应必须成熟。感染弱毒SIV的猴子在实验性攻击致病性SIV后控制病毒复制和疾病的这种时间依赖性能力为阐明这种免疫控制所涉及的保护参数提供了一个理想的模型。

我们之前使用了一组全面的血清学检测来确定接种SIV弱毒株的猕猴病毒包膜特异性抗体反应的复杂和长期成熟(11). 这些研究确定了包膜特异性抗体在数量和质量特性上的区别，这些差异通常与保护性免疫的发展相平行。在感染后的前6至8个月内，我们发现包膜特异性抗体反应逐渐演变，其特征是抗体滴度、构象依赖性和抗体亲和力（未成熟免疫）逐渐变化。这些病毒特异性抗体反应最终实现了相对一致的抗体滴度、构象依赖性和抗体亲和力，这些抗体滴度、构象依赖性和抗体亲和力被无限期维持（成熟免疫）。除了确定病毒特异性抗体反应的成熟度外，这些血清学研究首次描述了减毒疫苗的效力与其产生成熟抗体反应的能力之间的联系，他们进一步指出，作为评估候选疫苗的预后指标，多个抗体参数的组合优于单个抗体参数。为了补充我们的研究，证明这种病毒特异性抗体的长时间成熟对几种不同的SIV弱毒株（包括嗜巨噬细胞和嗜淋巴细胞弱毒株）来说是常见的，我们还报道了马传染性贫血病毒（EIAV）抗体反应的类似成熟小马感染(16)，通过使用相同的血清学检测确定。这些结果表明，这种复杂而漫长的病毒特异性抗体反应成熟可能是所有慢病毒感染的共同特征，对未来免疫策略的设计和评估具有深远的影响。

因此，这项研究旨在解决几个问题：致病性SIV感染中包膜特异性抗体的进化与减毒SIV感染中观察到的进化相似吗？致病性SIV感染中抗体反应的性质是否存在差异，这些差异可能与疾病进展相关（或预测）？当HIV-1包膜特异性抗体在SIV背景下表达时（即在SIV/HIV-1[SHIV]感染中），我们是否观察到其与HIV-1的包膜类似的成熟？在猴SIV感染中观察到的这种复杂而漫长的抗体成熟是否也发生在HIV-1感染患者中？

材料和方法

血清抗体来源。（i） SIV/B670型杜兰-受感染的猕猴。

在杜兰地区灵长类动物研究中心出生的恒河猴被10种动物感染剂量的异种主要分离物SIV/B670静脉感染杜兰(34). 实验感染后，对所有猴子进行监测，以确定感染的临床症状和疾病进展，如前所述(10). 而所有猴子都感染了SIV/B670杜兰持续慢性感染（由逆转录PCR检测到的病毒RNA水平确定），明显存在广泛的疾病进展(第32页). 一般来说，大多数实验感染致病性SIV/B670的猴子杜兰出现疾病的临床症状（由高病毒载量和持续的病毒恢复、CD4确定+T细胞下降和临床疾病的发展），并被归类为进展型（N245、M835、N415和M834）。而一小部分猴子感染了SIV/B670杜兰这些猴子被归类为快速进展型，在感染后几个月内发生致命疾病，感染后任何时候都没有检测到病毒特异性抗体反应，因此不能纳入研究。此外，一小部分猴子感染了SIV/B670杜兰感染后2年以上保持健康和无症状，被归类为非进展性疾病（N033、N129和N395）。

（ii）感染SHIV的猕猴。

SHIV DNA编码环境价值,塔特,转、和虚拟专用单元以SIVmac239为背景的HIV-1/HXBc2基因被转染到CEMx174细胞中，产生一种病毒株，如前所述在猕猴中传代(21,22). 接种该病毒第2代和第3代（SHIV-P2和SHIV-P3）的猪尾猕猴发展为猴艾滋病。如前所述，从一只接种了SHIV-P3的小尾猕猴身上获得的病毒在体外从一只幼稚猕猴的外周血单核细胞中传播，并命名为SHIVKU-1型; 希夫KU-2型通过SHIV体内传代获得KU-1型恒河猴。感染SHIV-的猴子也被分为两组：那些通过反复病毒恢复和高病毒载量而发展成疾病的猴子，CD4+T细胞下降、疾病的临床症状（猴子14A、16C、19G和PQc）以及保持健康和无症状的猴子（猴子14B、19A和Pfb）。如上文针对SIV/B670所述杜兰-在这组感染SHIV的猴子中，也观察到一小部分快速进展的猴子。然而，由于它们也未能产生可检测到的病毒特异性抗体反应，因此无法纳入本研究。

（iii）HIV-1感染患者。

来自伯明翰阿拉巴马大学的四名HIV-1感染者的纵向血清样本(4,9,36). FASH和WEAU进展更快（由快速CD4确定+T细胞下降、高病毒载量和血清转换后机会性感染的早期发病），而HOBR和SUMA经历了更为缓慢的免疫下降和发病。这些患者在研究期间的任何时候都没有接受抗病毒治疗，本研究中使用的最后时间点并不代表每个患者的最终样本。

对于本文所述的血清学研究，所有血清样本均来自外周血，并在使用前在56°C下热灭活30分钟，以灭活任何感染性病毒。

包膜糖蛋白抗原。

未编码的SIV/B7是一种非感染性病毒，由稳定感染SIVsmH3逆转录酶缺陷变体的CEMx174细胞系产生(24). HIV-1/IIIB由Larry Arthur（马里兰州弗雷德里克国家癌症研究所弗雷德里克癌症研究与发展中心）善意提供(37). 如前所述，通过梯度离心纯化SIV/B7或HIV-1/IIIB制剂(33)，并使用Bio-Rad DC蛋白质测定法测定蛋白质浓度。

用1%Triton X-100（TX）破坏SIV/B7或HIV-1/IIIB的梯度纯化制剂，并将其用作伴刀豆球蛋白A（ConA）酶联免疫吸附试验（ELISA）中天然病毒包膜糖蛋白的来源(38). 为了产生变性的病毒包膜糖蛋白，用0.12Mβ-巯基乙醇和8M尿素处理TX-disrupted梯度纯化病毒（SIV/B7或HIV-1/IIIB）以还原二硫键，然后用碘乙酸不可逆地羧甲基化还原的巯基(28). 然后用磷酸盐缓冲盐水（PBS）对变性病毒进行透析，并通过Centricon过滤器（Millipore）进行浓缩。使用Bio-Rad DC蛋白质分析测定最终蛋白质浓度。

用ConA-ELISA测定病毒包膜糖蛋白特异性抗体终点滴度。

SIV/B670血清样本杜兰-如前所述，在ConA ELISA中分析感染猕猴、SHIV感染猕猴或HIV-1感染患者对天然病毒包膜糖蛋白的反应(11). 简言之，使用涂有ConA（5μg/孔；Vector Laboratories）的Immulon 2HB板（Dynex Corporation）从TX-disrupted病毒中吸附病毒包膜糖蛋白（1至3μg病毒总蛋白约为每孔30至90 ng包膜糖苷）。用PBS（BLOTTO）中稀释的5%（wt/vol）脱脂干乳封闭微孔后，向每个微孔中添加连续二重稀释的猴或人血清，并在室温下孵育1 h。用PBS大量洗涤后，将孔与过氧化物酶缀合的抗猴或抗人免疫球蛋白G（IgG；Sigma）在室温下孵育1小时。再次用PBS对微孔进行广泛清洗，并用TM蓝色底物（Intergen）培养，通过添加1 N硫酸实现显色。然后通过使用自动平板阅读器（Dynatech Laboratories）测量450 nm处的光密度（OD）来测定对ConA锚定糖蛋白底物的抗体反应性。终点滴度报告为最后一次连续两倍稀释，其OD是正常猴或正常人血清的两倍，或OD为0.1，以较大者为准。所有终点滴度值代表至少两个独立的实验。

病毒包膜糖蛋白特异性构象依赖性的测量。

通过在ConA ELISA中比较血清抗体对天然和变性糖蛋白底物的反应性，分析血清样品的构象依赖性，如前所述(11). 简单地说，使用ConA将天然或变性病毒包膜糖蛋白捕获到微量滴定板上，如上文所述，用于终点滴度ELISA。在终点滴度ConA ELISA程序中，在BLOTTO中稀释试验血清，以在450 nm处产生1.0至1.5的OD，并在三个孔中与ConA锚定的天然或变性包膜糖蛋白反应。在用PBS进行大量清洗后，用过氧化物酶结合的抗猴或抗人IgG培养微孔，并按照上述方法开发终点效价ConA ELISA。然后根据抗体对天然与变性包膜糖蛋白底物的反应性计算构象比。因此，构象比率是特定抗体样品构象依赖性的直接度量（即，构象比大于1.0时，对天然包膜糖蛋白结构的要求越高，而构象比小于1.0时，反映了线性包膜决定簇的主要特异性）。

病毒包膜糖蛋白特异性抗体亲和力的测定。

血清抗体对天然病毒包膜的亲和力指数值是通过测量ConA ELISA中血清抗体包膜糖蛋白复合物对8M尿素的耐药性来确定的，如前所述(11). 简单地说，使用ConA将天然病毒包膜糖蛋白捕获到微量滴定板上，如上文所述，用于终点滴度ELISA。在终点效价ConA ELISA程序中，所有试验血清再次在BLOTTO中稀释，以在450 nm处产生约1.0至1.5的OD，并在两组三倍微孔中进行电镀。血清孵育后，分别用PBS或PBS中的8M尿素溶液（三次，每次5分钟）平行处理三个重复的微孔。在用PBS进行大量清洗后，用过氧化物酶结合的抗猴或抗人IgG培养微孔，并按照上述方法开发终点效价ConA ELISA。然后，根据尿素处理所得的吸光度值与PBS处理所得吸光度值的比值乘以100%计算亲和力指数。亲和力指数值<30%的抗体被指定为低亲和力抗体，指数值在30-50%之间的抗体被定义为中等亲和力抗体；指数值>50%的抗体被称为高亲和力抗体(18).

虽然在终点滴度ELISA程序中，在450 nm处产生约1.0至1.5的OD的稀释液中测量抗体构象依赖性和抗体亲和力，在该线性范围内，使用几种不同稀释液进行了至少三次独立实验，以确保实际值的变化在10%以内。

结果

实验感染致病性SIV/B670的猴的包膜特异性抗体反应的演变杜兰.

先前对感染SIV弱毒株的恒河猴的研究表明，感染后病毒特异性抗体反应的成熟时间较长(11). 为了确定实现抗体成熟所需的时间是否是由于与SIV感染减弱相关的病毒复制水平低，我们试图描述恒河猴感染体内复制到更高水平的致病病毒后病毒特异性抗体反应的演变。总的来说，我们感兴趣的是确定在体内病毒复制水平较高的情况下，致病性SIV感染后抗体成熟所需的时间是否会更快发生。此外，我们试图确定感染SIV致病株的进展猴和非进展猴的抗体反应进化是否不同。在这些研究中，我们使用了一组纵向血清样本，每月从感染致病性原分离物SIV/B670的恒河猴中采集一次杜兰根据材料和方法中的定义，确定为进展者或非进展者。通过ConA-ELISA程序分析这些血清样本的抗体滴度、构象依赖性和抗体亲和力。

如图所示。​图1A，1A、 SIV/B670中检测到包膜特异性抗体杜兰在感染后1个月，进展型病毒持续增加，在最初的几个月里，大约在感染后6个月达到最大滴度，从1:51200到1:102400不等。一旦达到这些最高终点滴度，它们在感染后至少18个月内保持相对稳定。除了在血清抗体（终点滴度）中观察到的定量增加外，这种SIV特异性抗体反应的定性特征也在感染后的最初几个月内发生了变化，这反映在构象依赖性的变化上（图。​（图1B）1B） 和抗体亲和力（图。​（图1C）。1C） ●●●●。虽然血清抗体反应在感染后的所有时间点都是优先构象反应（构象比率>1），但包膜特异性抗体的构象依赖性迅速下降，从感染后1个月的5个高点下降到感染后6个月的平均比率约为2，感染后至少维持18个月。构象依赖性的这些变化伴随着抗体亲和力的变化，这是由包膜抗原-血清抗体复合物对8M尿素处理的稳定性决定的。感染后早期，包膜抗原-血清抗体复合物主要对8M尿素敏感，反映在感染后1至2个月的亲和力指数值≤5%。然而，在感染后的最初几个月，亲和力指数值逐渐增加，感染后6个月达到平均57%的高值。一旦达到，这些高亲和力抗体水平在感染后至少保持18个月。因此，这些结果表明，在感染后的前6个月内，在感染致病性和弱毒SIV期间，包膜特异性抗体反应的成熟度相似，表明观察到的免疫成熟度明显没有因较高水平的病毒复制和相关较高水平的抗原暴露而加快。

保存图片、插图等的外部文件。对象名称为jv1080707001.jpg

SIV/B670感染猴的包膜特异性抗体反应的成熟杜兰在感染SIV/B670后的指定时间从恒河猴中获取纵向血清样本杜兰（A和C）通过在ConA ELISA中测量血清对天然病毒包膜糖蛋白的反应性来确定相互终点滴度。（B和D）通过比较ConA ELISA中变性病毒糖蛋白与天然病毒糖蛋白的血清反应性，确定血清抗体对SIV包膜糖蛋白的构象依赖性。（C和F）在ConA ELISA中，通过测量血清抗体-病毒包膜糖蛋白免疫复合物对8M尿素处理破坏的抵抗力来确定SIV包膜糖蛋白质血清抗体的亲和力。材料和方法中描述了这三种技术。

接下来，我们确定针对致病性SIV/B670的病毒特异性抗体是否成熟杜兰感染在发展成疾病的猴子和无症状的猴子之间有所不同。描述感染SIV/B670的小比例非进展猴中病毒特异性抗体的演变杜兰用ConA-ELISA分析终点滴度、构象依赖性和抗体亲和力。与进展型血清一样，我们在感染后1个月观察到可检测到的包膜特异性抗体，在最初的几个月内持续增加，在感染后4到6个月达到最大滴度，范围为1:51200到1:102400（图。​（图1D）。1D） ●●●●。一旦达到这些最高终点滴度，感染后至少18个月内它们也保持相对稳定。除了病毒特异性抗体定量水平的变化外，构象依赖性的变化（图。​（图1E）1E） 抗体亲和力（图。​（图1F）1F） 在感染后的最初几个月也很明显。虽然血清抗体反应在感染后的所有时间点都保持优先构象，但包膜特异性抗体的构象依赖性迅速下降，从感染后1个月的最高值5下降到感染后4至6个月的平均比率1.8，感染后至少维持18个月。最后，抗体亲和力逐渐从感染后1到2个月的极低亲和力指数≤5%增加到感染后6个月的平均53%。一旦达到，这些高亲和力抗体水平也会在感染后保持至少18个月。

总的来说，在非进展者组中观察到的抗体成熟模式与在进展者组观察到的相同，表明这些血清学分析不能预测疾病进展。免疫成熟与疾病进展之间缺乏相关性，这与之前报道的接种SIV弱毒株的猴子的免疫成熟与病毒暴露保护之间的密切关系形成鲜明对比(11). 这种差异可能反映了对现有SIV感染的免疫控制与病毒暴露之间的重要区别。

感染致病性SHIV的猴子的包膜特异性抗体反应的演变。

为了确定在SIV弱毒感染和致病感染中观察到的相对较慢的抗体成熟度是否是SIV包膜抗原所特有的，我们描述了在猴SHIV嵌合病毒感染背景下表达的HIV-1包膜的病毒特异性抗体反应的演变。在这些研究中，我们使用了一组感染了各种致病性SHIV菌株的猴子(22). 我们再次分析了感染致病性SHIV的猴子的纵向血清样本，这些样本被确定为材料和方法中定义的进展型或非进展型。

如图所示。​图2，2HIV-1包膜特异性血清抗体在感染后的前几个月内，在两组感染SHIV的猴子中均有明显的定量和定性变化。感染后1个月，所有猴子都能检测到针对HIV-1包膜的血清抗体，这些抗体滴度在感染后的前6个月内逐渐增加，平均滴度达到最大值，从1:6000到1:10000。一旦达到最大滴度，两种进展型病毒在感染后至少18个月内保持相对稳定的水平（图。​（图2A）2A） 和非程序员（图。​（图2D）。2D） ●●●●。与在感染SIV的猴子中观察到的抗体成熟类似，抗体构象依赖性的定性变化（图。​（图2B2B和E）和抗体亲和力（图。​（图2C2在此期间也观察到C和F）。所有感染SHIV的猴子的血清抗体在感染后的所有时间点都以构象为主（构象比>1）。然而，包膜特异性抗体的构象依赖性迅速下降，从感染后1个月两组感染SHIV的猴子中的5个高值，到感染后4到6个月，进展和非进展猴的平均稳态比率均约为1.5。此外，在感染后的最初几个月内，抗体亲和力的变化也很明显。虽然在感染后1至2个月明显出现了≤5%的极低亲合力指数值，但在感染后的前10个月，抗体亲合力值逐渐增加，进展者和非进展者分别达到30%和35%的最大中间值。

保存图片、插图等的外部文件。对象名称为jv1080707002.jpg

感染SHIV猴的包膜特异性抗体反应的成熟。在感染重组SHIV后的指定时间从恒河猴获得纵向血清样本。（A和C）通过在ConA ELISA中测量血清对天然病毒包膜糖蛋白的反应性来测定相互终点效价。（B和D）通过测量血清对天然病毒糖蛋白的反应性，并与ConA ELISA中变性病毒糖蛋白进行比较，确定血清抗体对HIV-1包膜糖蛋白的构象依赖性。（C和F）在ConA ELISA中，通过测量血清抗体-包膜糖蛋白免疫复合物对8M尿素处理的抗破坏性，来确定血清抗体对HIV-1包膜糖蛋白质的亲和力。材料和方法中描述了这三种技术。

这些数据表明，HIV-1包膜特异性血清抗体在感染后最初几个月内逐渐成熟，以应对SHIV感染，其特征是抗体终点滴度增加，构象依赖性降低，抗体亲和力增加。虽然感染后达到抗体成熟的绝对值和时间长度与弱毒或致病性SIV感染中观察到的略有不同，尽管病毒包膜的来源不同，但病毒特异性抗体需要感染后约6个月才能完全成熟的模型在这两种病毒之间惊人地相似。同样，正如在SIV感染中观察到的那样，SHIV感染中HIV-1包膜特异性血清抗体的演变似乎与临床过程无关，这可以通过与感染后前18个月内仍无症状的SHIV感染猴子相比，进展为疾病的猴子的类似抗体成熟度来证明。

HIV-1感染患者包膜特异性抗体反应的演变。

在定义了针对几种SIV株和HIV-1包膜的包膜特异性抗体在SHIV感染情况下的类似成熟度后，通过观察HIV-1感染患者中病毒包膜特异血清抗体的演变来进一步研究抗体成熟度特别有意义。特别是，我们有兴趣确定这种抗体成熟模型是否适用于人类免疫系统，因为它遇到了自然感染中存在的多种原发性HIV-1毒株准种。在这些研究中，我们从四名HIV-1感染患者中获得了纵向血清样本。再次，使用ConA ELISA分析抗体终点滴度、构象依赖性和抗体亲和力。

与弱毒和致病性SIV和SHIV感染的观察结果类似，我们观察到HIV-1感染患者血清中包膜特异性抗体反应逐渐成熟，其特征是抗体终点滴度、构象依赖性和抗体亲和力持续变化。如图所示。​图3A，三A、 在血清转换后1至2个月，所有患者都检测到HIV-1包膜的血清抗体。这些抗体滴度逐渐增加，在血清转化后6个月达到平均最大滴度约1:6400。抗体终点滴度定量测量的这些变化伴随着构象依赖性的变化（图。​（图3B）三B） 抗体亲和力（图。​（图3C）三C） 在血清转化后的最初几个月内。再次，针对HIV-1包膜的血清抗体在任何时候都保持主要构象，构象比大于1就证明了这一点。所有患者在血清转换后的前6个月内表现出构象依赖性逐渐增加；血清转换后1至2个月，构象比平均为1.3，血清转换后6个月，构象比平均为2.4。构象依赖性的变化伴随着抗体亲和力的变化（图。​（图3C）。三C） ●●●●。在血清转换后的第一个月内，亲和力指数值明显低于5%，但在血清转换约10个月后，该值增至平均44%的最大中间值。有趣的是，在同一时间段内，所有四名患者都表现出抗体亲和力连续增加，同时抗体构象依赖性增加。这些数据表明，血清抗体亲和力和构象依赖性之间没有简单的负相关，正如Binley等人所建议的那样(三)使用不同的亲和力测定(2).

保存图片、插图等的外部文件。对象名称为jv1080707003.jpg

HIV-1感染患者包膜特异性抗体反应的成熟。在血清转换后的指定时间，从HIV-1感染患者中获取纵向血清样本。（A） 通过在ConA ELISA中测量血清对天然病毒包膜糖蛋白的反应性来测定相互终点效价。（B） 通过测定血清对天然病毒糖蛋白的反应性，并与ConA ELISA中变性病毒糖蛋白进行比较，确定血清抗体对HIV-1包膜糖蛋白的构象依赖性。（C和F）在ConA ELISA中，通过测量血清抗体-包膜糖蛋白免疫复合物对8M尿素处理的抗破坏性，来确定血清抗体对HIV-1包膜糖蛋白质的亲和力。材料和方法中描述了这三种技术。

一般来说，血清学分析表明，在感染后的前几个月，HIV-1包膜特异性血清抗体对HIV-1感染的反应逐渐成熟（反映为抗体终点滴度、构象依赖性和抗体亲和力的持续变化），这是相似但不相同的，随着SIV或SHIV感染猴血清抗体的进展。虽然观察到抗体反应的成熟，但这些结果表明，在SIV、SHIV和HIV-1感染中观察到的病毒特异性抗体反应的这种复杂而漫长的成熟可能是所有慢病毒感染常见的。

讨论

我们之前描述了一种针对SIV弱毒感染的包膜特异性抗体反应的复杂而漫长的成熟过程，其特征是在感染后的前6至8个月内抗体终点滴度、构象依赖性和抗体亲和力发生渐进性变化(11). 一旦获得，这些成熟抗体反应将无限期地保持，与细胞免疫反应一起，与对实验性病毒挑战的保护性免疫的发展有关。为了进一步开展这些研究，本研究旨在解决有关SIV、SHIV和HIV-1感染的病毒特异性抗体反应性质的几个具体问题。特别是，我们感兴趣的是确定这种病毒特异性抗体反应的复杂成熟是猴SIV弱毒感染所特有的，还是所有慢病毒感染的共同特性。这些研究的结果确定了几个新的重要发现：（i）无论感染病毒株的复制特性如何，感染恒河猴体内SIV包膜特异性抗体的逐渐演变是相似的；（ii）恒河猴包膜特异性抗体的成熟时间相似，尽管包膜起源（即SIV或HIV-1）；（iii）包膜特异性抗体的抗体成熟对于猴的SIV或SHIV感染和人类的HIV-1感染是常见的，尽管抗体进化的时间和模式可能不同；（iv）早期抗体成熟模式似乎无法区分病毒感染的长期临床结果（进展型与非进展型）。

我们的初步研究集中于对致病性SIV感染的包膜特异性抗体反应的表征。尽管存在持续的免疫刺激，但对SIV感染的包膜特异性抗体反应相对逐渐成熟，与其他病毒感染中观察到的抗体反应快速成熟形成鲜明对比(39,47)并对免疫系统对慢病毒产生有效反应的能力提出了几个问题。我们实验室以前的研究表明，SIV包膜序列的变化不需要抗体反应的成熟(10). 我们先前假设，对SIV弱毒感染的病毒特异性抗体反应的逐渐成熟可能反映了体内病毒复制水平极低(11). 然而，这里的结果表明，病毒复制水平的增加并没有加速抗体成熟过程，因为与SIV/B670的抗体成熟过程惊人相似杜兰无论病毒在动物体内的复制速度是快还是慢，都可以在猴子身上观察到感染。相反，这些结果表明，只有持续存在病毒抗原才能实现抗体反应的成熟。由于抗病毒抗体反应的成熟是与发展针对强病毒的免疫保护相关的因素之一(10,11)这些发现表明，有效的SIV或HIV疫苗可能需要有利于病毒抗原长时间呈现的策略，以确保抗体反应的充分成熟。在这方面，由减毒活病毒或病毒DNA组成的疫苗似乎是最佳候选疫苗。

几个免疫学参数，包括各种病毒蛋白抗体数量的差异(三,14,19,41,44,46)以及病毒特异性抗体（如中和抗体）的质量差异(1,6,15,20,29,30,44,46)，以及抗体的结合亲和力(5,7,8,13,40,42)据报道，这是HIV-1和SIV感染疾病进展的有用指标。我们以前曾报道过，当评估候选亚单位和SIV减毒疫苗时，本研究中使用的血清学抗体参数组合（如抗体构象和亲和力）有助于区分保护性和非保护性抗体反应(10,11). 与免疫成熟与病毒攻击保护之间的相关性相反，本研究结果表明，定义免疫成熟的血清学参数并不区分SIV或SHIV系统中的进展者和非进展者。这些差异可能反映了免疫机制的关键差异，这些免疫机制介导对病毒挑战的保护，而那些免疫机制控制已确立的病毒感染。例如，接种SIV弱毒株的猴子的免疫反应可以保护其免受病毒攻击，但不能完全抑制或消除疫苗株的复制。因此，实现对挑战病毒的免疫保护显然比实现对已建立的慢病毒感染的免疫控制容易得多。鉴于这些内在差异，在非进展者中发现的抗体反应可能是一个不适当的，也许是对HIV-1疫苗效力不必要的严格标记。

除了针对SIV包膜抗原的病毒特异性抗体的成熟外，这项研究首次揭示了在感染后最初几个月内，针对SHIV感染，包膜特异性抗体进化的类似模式。虽然在感染SHIV的猴子中观察到的抗体成熟度大体上与感染SIV的猴子相似，但在抗体亲和力的进展中观察到一些有趣的差异。首先，感染艾滋病毒的猴子的抗体亲和力成熟是一个较长的过程，平均10个月，而感染艾滋病毒的猴只有6个月。这种延迟尤其令人感兴趣，因为这些同样感染了SHIV的猴子在感染后6个月抗体终点滴度和构象依赖性达到成熟水平，比贪婪成熟提前4个月。SIV和SHIV抗体成熟模式之间的第二个差异是，与SIV感染猴的高亲和力抗体相比，成熟的SHIV特异性抗体仅达到中等亲和力值。由于抗体亲和力的血清学测量基于抗原-抗体相互作用对特定化学处理的相对稳定性来区分多克隆血清抗体群体，因此亲和力值代表许多变量的平均值，包括抗体亲和力、构象依赖性，抗原与抗体相互作用的分子性质(43). 因此，与抗体反应完全成熟相关的绝对亲和力值可能反映了体外病毒包膜抗原性或体内免疫原性的差异。需要进行额外的研究来区分这两种可能性。

最后，我们在这里首次证明了HIV-1感染患者的包膜特异性抗体反应的演变，其大体上与猴SIV和SHIV感染中观察到的成熟过程非常相似。虽然所有三种慢病毒感染的特征都是在免疫成熟过程中抗体滴度和抗体亲和力增加，但有趣的是，所有四名HIV-1感染患者都表现出抗体构象依赖性增加，与猴SIV和SHIV感染相关的构象依赖性下降相反。这种在HIV-1感染中普遍存在的抗体构象依赖性增加的模式，以前曾在马感染EIAV的免疫成熟时观察到(16). 综上所述，我们对EIAV、SIV、SHIV和HIV-1感染系统的研究结果表明，抗体反应的相对复杂和长期成熟是慢病毒感染的一个常见特征。

与所有血清学检测一样，需要理解这项研究的结果，即我们只测量了极少数的抗体特性。在慢病毒感染免疫反应的初始成熟过程中，抗体群和细胞免疫反应可能发生许多其他变化，也许更重要。需要新的体液和细胞免疫分析来更彻底地确定慢病毒感染反应的演变，确定保护性免疫介质，并确定保护性的免疫相关性。

致谢

K.S.C.、R.C.M.和M.M.-C.由NIH拨款UO1 AI28243支持；K.S.C.得到了NIH拨款T32 AI07487的支持；O.N.和S.V.J.得到了NIH拨款RO1 AI40372、RO1 AI38492和RR06753的支持。

参考文献

1Beer B，Norley S，Cichutek K，Kurth R。首次病毒血症的控制与恒河猴SIVmac感染后的中和抗体反应一致。艾滋病。1996;10:681–682.[公共医学][谷歌学者]
2Binley J M，Arshad H，Fouts T R，Moore J P。人类免疫缺陷病毒1型糖蛋白120高亲和力抗体反应的研究。艾滋病病毒逆转录病毒。1997;13:1007–1015.[公共医学][谷歌学者]
3Binley J M、Klasse P J、Cao Y、Jones I、Markowitz M、Ho D D、Moore J P。人类免疫缺陷病毒1型Gag和Env蛋白抗体反应的差异调节。《维罗尔杂志》。1997;71:2799–2809. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
4Borrow O，Lewicki H，Hahn B H，Shaw G M，Oldstone M B A.病毒特异性CD8+T淋巴细胞活性与控制原发性人类免疫缺陷病毒1型感染中的病毒血症相关。《维罗尔杂志》。1994;68:6103–6110. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
5Brostrom C、Sonnerberg A、Sallberg M。人类免疫缺陷病毒1型感染且无疾病进展的患者表现出对自身V3序列的高亲和力抗体。传染病杂志。1995;171：509–511。[公共医学][谷歌学者]
6曹毅，秦力，张力，Safrit J，Ho D D。人类免疫缺陷病毒1型感染长期存活者的病毒学和免疫学特征。N英格兰医学杂志。1995;332:201–208.[公共医学][谷歌学者]
7Chargelegue D，O’Toole C M，Colvin B T。HIV-1中IgG抗体对HIV-1 p17 gag蛋白反应的纵向研究+血友病患者：滴度和亲和力。临床实验免疫学。1993;93:331–336. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
8Chargelegue D、Stanley C M、O’Toole C M、Colvin B T、Steward M W。缺乏或失去对人类免疫缺陷病毒（HIV）具有高亲和力的抗体与HIV-1感染患者的疾病进展有关。传染病杂志。1995;172:897.[公共医学][谷歌学者]
9Clark S J、Saag M S、Decker W D、Campbell-Hill S、Roberson J L、Veldkamp P J、Kappes J C、Hahn B H、Shaw G M。有症状的原发性HIV-1感染患者血浆中细胞病变病毒的高滴度。N英格兰医学杂志。1991;324:954–960.[公共医学][谷歌学者]
10Clements J E、Montelaro R C、Zink M C、Amadee A M、Miller S、Trichel A M、Jagerski B、Hauer D、Martin L N、Bohm R P、Murphey-Corb M。用减毒嗜巨噬细胞猿免疫缺陷病毒免疫恒河猴诱导的交叉保护性免疫反应。《维罗尔杂志》。1995;69:2737–2744. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
11Cole K S、Rowles J L、Murphey-Corb M、Clements J E、Unangst T、Robinson J、Desrosiers R C、Wyand M S、Montelaro R C。实验感染或免疫SIV的猴子的包膜特异性抗体反应的演变及其与保护性免疫发展的关系。《维罗尔杂志》。1997;71：5069–5079。 [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
12Daniel M D，Kirchhoff F，Czajak S C，Sehgal P K，Desrosiers R C。SIV减毒活疫苗的保护作用尼日利亚石油公司基因。科学。1992;258:1938–1941.[公共医学][谷歌学者]
13Devash Y、Calvelli T、Wood D、Reagan K、Rubinstein A。HIV-1的垂直传播与缺乏对gp120主要中和域的高亲和力/亲和力母体抗体有关。美国国家科学院程序。1990;87:3445–3449. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
14Fenouillet E，Blanes N，Coutellier A，Gluckman J C.人类免疫缺陷病毒1型p25核心蛋白抗体监测作为预后指标。传染病杂志。1993;166:1011–1018.[公共医学][谷歌学者]
15Haigwood N L、Watson A、Sutton W F、McClure J、Lewis A、Ranchalis J、Travis B、Voss G、Letvin N L、Hu S-L、Hirsch V M、Johnson P R。SIV/猕猴模型中的被动免疫球蛋白治疗：早期干预可以改变疾病状况。免疫Lett。1996;51:107–114.[公共医学][谷歌学者]
16Hammond S A、Cook S J、Lichtenstein D L、Issel C J、Montelaro R C。马传染性贫血病毒持续感染后细胞和体液免疫反应的成熟是一个复杂而漫长的过程。《维罗尔杂志》。1997;71:3840–3852. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
17Haynes B F G、Pantaleo G、Fauci A S。了解保护性免疫与HIV感染的相关性。科学。1996;271:324–328.[公共医学][谷歌学者]
18Hedman K、Hietala J、Tiilikainen A、Hartikainen-Sorri A-L、Raiha K、Suni J、Vaananen P、Pietilainen M。通过酶联免疫吸附试验（亲和力-ELISA）和溶血分型研究风疹疫苗接种后免疫球蛋白G亲和力的成熟。医学病毒杂志。1989;27:293–298.[公共医学][谷歌学者]
19Hogervorst E、Jurrians S、deWolf E、vanWijk A、Wiersma A、Valk M、Roos M、vanGemen B、Coutinho R、Miedema F、Goudsmit J。人类免疫缺陷病毒（HIV）1型感染中非传播和慢传播的预测因素：血清中病毒RNA拷贝数低，维持高HIV-1 p24特异性但非V3特异性抗体水平。传染病杂志。1995;171:811–821.[公共医学][谷歌学者]
20Homsey J，Meyer M，Levy J A.人类免疫缺陷病毒（HIV）的血清增强与HIV感染者的疾病相关。《维罗尔杂志》。1990;64:1437–1440. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
21Joag S V、Li Z、Foresman L、Stephens E B、Zhao L J、Adany I、Pinson D M、McClure H M、Narayan O。导致CD4逐渐丧失的嵌合猴/人类免疫缺陷病毒+猪尾猕猴的T细胞与艾滋病。《维罗尔杂志》。1996;70:3189–3197. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
22Joag S V，Li Z，Foresman L，Pinson D M，Raghavan R，Zhugge W，Adany I，Wang C，Jia F，Sheffer D，Ranchalis J，Watson A，Narayan O。猕猴获得性免疫缺陷综合征致病性KU-SHIV模型的表征。艾滋病病毒逆转录病毒。1997;13:635–645.[公共医学][谷歌学者]
23Koup R A、Safrit J T、Cao Y、Andrews C A、McLeod G、Borkowsky W、Farthing C、Ho D D。原发性人类免疫缺陷病毒1型综合征中细胞免疫反应与病毒血症初始控制的时间相关性。《维罗尔杂志》。1994;68:4650–4655. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
24Kraiselburd，E.N.和J.V.Torres。1995.SIV慢性感染的人类细胞克隆产生的病毒样颗粒的特性。单元格。分子生物学。41（补充1）：S41–S52。[公共医学]
25利维J A。HIV与艾滋病的发病机制。华盛顿特区：ASM出版社；1998年，第253-284页。[谷歌学者]
26Levy法学硕士。HIV与艾滋病的发病机制。华盛顿特区：ASM出版社；1998年，第229-252页。[谷歌学者]
27Lohman B L、McChesney M B、Miller C J、McGowan E、Joye S M、Van Rompay K A、Reay E、Antipa L、Pedersen N C、Marthas M L。部分减毒猴免疫缺陷病毒诱导宿主免疫，与对致病性病毒挑战的抗性相关。《维罗尔杂志》。1994;68:7021–7029. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
28表示G E，Feeney R E。蛋白质的化学修饰。加利福尼亚州旧金山：Holden-Day公司。；1971年，第216-222页。[谷歌学者]
29Montefiori D C、Baba T W、Li A、Bilska M、Ruprecht R M。中和和感染增强抗体反应与成年和幼年恒河猴SIV mac239delta3的不同致病性无关。免疫学杂志。1996;157:5528–5535.[公共医学][谷歌学者]
30Moog C、Fleury H J A、Pellegrin I、Kirn A、Aubertin A M。人类免疫缺陷病毒1型感染者初始血清转化后的自体和异体中和抗体反应。《维罗尔杂志》。1997;71:3734–3741. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
31Moore J P，Cao Y，Ho D D，Koup R A.血清转化为人类免疫缺陷病毒1型期间抗gp120抗体反应的发展。《维罗尔杂志》。1994;68:5142–5155. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
32Moore J P，Ho D D。人类免疫缺陷病毒1型gp120糖蛋白上不连续或构象敏感表位的抗体在感染者的血清中非常普遍。《维罗尔杂志》。1993;67:863–875. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
第32a条。Murphey-Corb，M。未发布的数据。
33Murphey-Corb M、Martin L N、Davison-Fairburn B、Montelaro R C、Miller M、West M、Ohkawa S、Baskin G B、Zhang J-Y、Putney S D、Allison A C、Eppstein D A。一种福尔马林灭活的SIV疫苗对猕猴具有保护作用。科学。1989;246:1293–1297.[公共医学][谷歌学者]
34Murphey-Corb M、Martin L N、Rangan S R S、Baskin G B、Gormus B J、Wolf R H、West W A、Amdes M、Montelaro R C。从猴艾滋病猕猴中分离出HTLV-III相关逆转录病毒及其可能起源于无症状白眉猴。自然。1986;321:435–437.[公共医学][谷歌学者]
35Norley S，Beer B，Binninger-Schinzel D，Cosma C，Kurth R.短期感染nef-deficient减毒病毒后对致病性SIVmac挑战的保护。病毒学。1996;219:195–205.[公共医学][谷歌学者]
36Piatak M、Saag M S、Yang L C、Clark S J、Kappes J C、Luk K C、Hahn B H、Shaw G M、Lifson J D。通过竞争性PCR测定感染各阶段血浆中HIV-1的高水平。科学。1993;259:1749–1754.[公共医学][谷歌学者]
37Popovic M，Sarngadharan M G，Read E，Gallo R C.检测、分离和持续生产艾滋病患者和艾滋病前期患者的细胞病变逆转录病毒（HTLV III）。科学。1984;224:497–500.[公共医学][谷歌学者]
38Robinson J E，Holton D，Liu J，McMurdo H，Murciano A，Gohd R.一种新的酶联免疫吸附试验（ELISA），用于检测HIV-1包膜糖蛋白抗体，该试验基于将病毒糖蛋白固定在包裹刀豆蛋白A的微孔中。免疫学方法杂志。1990;132:63–71.[公共医学][谷歌学者]
39鲑鱼A A。抗体亲和力和病毒感染保护。Curr Opin免疫学。1991;三:503–506.[公共医学][谷歌学者]
40Simon F、Rahimy C、Krivine A、Levine M、Pepin J M、Lapierre D、Denamur E、Vernoux L、DeCrepy A、Blot P、Vilmer E、Brun Vezinet F。抗体亲和力测量和免疫复合物解离用于垂直获得性HIV-1感染的血清学诊断。获得性免疫缺陷综合征。1993;6:201–207.[公共医学][谷歌学者]
41Strathdee S A、Frank J W、McLaughlin J、Leblanc M、Major C、O’Shaughnessy M V、Read S E。人类免疫缺陷病毒特异性抗体的定量测量预测艾滋病的进展。传染病杂志。1995;172:1375–1379.[公共医学][谷歌学者]
42Thomas H I J、Wilson S、O’Toole C M、Lister C M、Saeed A M、Watkins R P F、Morgan-Caper P。感染HIV-1后对gp41、p24和p17的IgG抗体亲和力的差异成熟。临床实验免疫学。1996;103:185–191. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
43Underwood P A.抗病毒抗体亲和力的测定。高级病毒研究。1988;34:283–309.[公共医学][谷歌学者]
44Weber J N、Clapham P R、Weiss R A、Parker D、Roberts C、Duncan J、Weller I、Carne C、Tedder R S、Pinching A J、Cheingsong Popov R。两组同性恋男性的人类免疫缺陷病毒感染：中和血清和抗GAG抗体与预后的关系。柳叶刀。1987;我:119–121.[公共医学][谷歌学者]
45Wei X、Ghosh S K、Taylor M E、Johnson V A、Emini E A、Deutsch P、Lifson J D、Bonhoeffer S、Nowak M A、Hahn B H、Saag M S、Shaw G M。人类免疫缺陷病毒1型感染中的病毒动力学。自然。1995;373:117–122.[公共医学][谷歌学者]
46Wyand M S，Manson K H，Garcia-Moll M，Montefiori D，Desrosiers R C。猴免疫缺陷病毒三重缺失突变疫苗保护。《维罗尔杂志》。1996;70:3724–3733. [PMC免费文章][公共医学][谷歌学者]
47Zinkernagel R M.由病毒教授免疫学。科学。1996;271:173–178.[公共医学][谷歌学者]
文章来自病毒学杂志由以下人员提供美国微生物学会（ASM）