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近年来，艾滋病疫苗的研发工作面临诸多挑战，其中最大的障碍之一是HIV病毒的快速变异能力，这使得疫苗难以产生有效的抗体反应。几年前，麻省理工学院的研究团队发现，通过在两周内逐步增加疫苗剂量接种，可以产生更多的中和抗体，从而解决部分问题。然而，这种短时间内多次接种的方法在大规模疫苗接种中并不可行。
在最新的研究中，麻省理工学院的研究人员提出了一种简化的方案：只需间隔一周注射两剂疫苗，即可获得足够的免疫反应。第一剂的剂量较小，可以使免疫系统做好准备，以应对第二剂更高剂量的疫苗。相关研究成果发表在2024年9月的《Science Immunology》期刊上，论文标题为“Two-dose priming immunization amplifies humoral immunity by synchronizing vaccine delivery with the germinal center response”。
在这一研究中，研究者将计算建模与小鼠实验结合，使用一种HIV包膜蛋白作为疫苗。当前，这种单剂量疫苗已经进入临床试验阶段，研究团队希望组建另一个研究团体，按照新的两剂量方案进行疫苗接种。
论文的共同通讯作者、麻省理工学院教授Arup Chakraborty表示，“通过将物理科学与生命科学相结合，我们揭示了一些基本的免疫学问题，从而开发出了这种模拟多剂量接种的两剂量方案。”Chakraborty还指出，这一方法可以推广至针对其他疾病的疫苗研发中。
中和抗体的生成至关重要，因为全球每年有超过一百万人感染HIV，他们中有些人无法获得抗病毒药物。有效的疫苗有望预防大量HIV感染。当前临床试验中的一种有前景的疫苗由一种HIV包膜三聚体蛋白和SMNP纳米颗粒组成，后者作为佐剂，有助于增强B细胞反应。这种疫苗在临床试验中和其他实验性疫苗一样，只注射一剂。但越来越多的证据表明，多剂量接种更能有效地产生广泛的中和抗体。研究人员认为，七剂量的效果显著，是因为它模拟了人体在病毒暴露时的自然反应过程。
在新的研究中，研究者首先测试了不同数量的疫苗剂量在12天内接种的效果。他们发现，接种三剂或以上的疫苗会产生显著的抗体反应，而两剂疫苗则不会。然而，通过调整剂量间隔和比例，他们发现第一剂接种20%的疫苗，第二剂接种80%的疫苗，与七剂量方案产生的免疫反应类似。
研究显示，单次注射大剂量疫苗时，大部分抗原在达到淋巴结前已被切片，使得B细胞无法对其产生强烈反应。但两剂量方案的第一剂中少量抗原可触发B细胞反应，随后第二剂中的抗体与抗原结合后，护送其进入淋巴结，从而增强B细胞的反应能力。
此外，研究还发现这种两剂量方案能诱导更强的T细胞反应，第一剂激活树突细胞，促进炎症和T细胞活化，第二剂进一步增强这种反应。结果显示，与单剂疫苗相比，两剂量方案的T细胞反应提高了5倍，抗体反应提高了60倍。
Darrell Irvine表示，“简化为两剂的‘剂量递增’策略在临床应用中更为实际。还有一些技术正在开发中，可在一次接种中模拟两剂暴露，这可能是大规模疫苗接种的理想选择。”
研究团队目前正在非人灵长类动物模型中测试这一策略，探讨长时间内注射第二剂疫苗的特殊材料，希望进一步增强免疫反应。这一发现不仅为艾滋病疫苗研发带来了新的希望，也为其他疾病疫苗的开发提供了重要参考。
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