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美国国立卫生研究院的科学家在 7 月 9 日出版的《科学》杂志上发表的两篇论文中，确定了长期以来人们一直在寻求但难以捉摸的广谱中和 HIV 抗体。这些由免疫系统产生的蛋白质对于创建预防性疫苗至关重要，并且也可能在未来几年或几十年内开发出治疗用途。
个体免疫系统的差异会显着影响对感染的反应——HIV也不例外。结果通常可以显示为钟形曲线，其中一组人的疾病进展迅速，一个广泛的中间部分的人进展典型，以及一小群“精英控制者”，他们的免疫系统在控制 HIV 病毒复制方面非常有效。
探索原因的努力主要集中在适应性免疫系统上，因为 CD4+ 和 CD8+ T 细胞已明确证明具有杀死感染 HIV 细胞的能力。但是，这种反应只会在一个人暴露于 HIV 后数天、数周甚至数月才会出现，并且病毒已整合到细胞 DNA 中，从而建立了终生感染。适应性免疫反应只能控制已建立的感染，而不能阻止感染在其发病时发生。
B 细胞是抵御感染的第一道防线。它们在最初接触病原体时发起攻击，并且可以阻止感染的建立——HIV 也不例外。但是，由于许多原因，已经证明难以确定它们对中和这种致命病毒的贡献。
HIV 传播效率不高。暴露的人可能由于多种机械（屏障）和生物学原因而避免感染，例如病毒未能渗透到粘膜组织表面或树突状细胞难以抓住病毒以将其带到淋巴结。因此，要最终确定可以预防初始感染的特定免疫反应的贡献具有挑战性。
多年来，已经清楚地表明，除了 CD4+ 和 CD8+ T 细胞之外，还有其他因素有助于控制至少一部分 HIV 感染者的病毒。
研究人员已经确定了几种可以中和病毒的抗体。它们中的大多数与病毒上小的、通常很深的口袋微弱结合。在大多数情况下，一旦感染建立，快速突变的 HIV 就会对抗这些狭窄聚焦的抗体产生耐药性，通常是通过在其外包膜上添加聚糖或糖类，从而屏蔽或阻止抗体进入结合位点。
所需的是一种与病毒表面位点牢固结合的抗体，并且不易被阻断。同样重要的是，结合位点在许多 HIV 毒株中高度保守。
美国国立卫生研究院疫苗研究中心 (VRC) 的研究人员决定研究那些能够更好地控制 HIV 感染的人血液中的中和抗体。精英控制者不在此列，因为他们似乎通过其适应性免疫系统 T 细胞机制来控制 HIV。
研究人员使用复杂的逆向工程技术，鉴定了三种广谱中和蛋白，他们将其标记为 VRC01、VRC02 和 VRC03。他们还分离了产生它们的 B 细胞。
前两种抗体具有非常相似的化学结构，并与 HIV 表面上的 gp120 三聚体刺突蛋白结合。病毒使用三聚体与 CD4 受体连接，这是进入和感染宿主细胞的许多步骤中的第一步。抗体和 gp120 刺突蛋白的结合方式在某种程度上类似于刺突蛋白和 CD4 受体的结合方式。
因此，与其他抗体形成的键相比，VRC01 和 VRC02 的结合特别长而牢固。此外，gp120 刺突蛋白上的结合位点充分暴露，不太可能因在病毒包膜上添加糖类而被阻断。
该团队测试的 190 种不同 HIV 分离株中，这两种抗体中和了 91%。VRC 研究团队负责人之一约翰·马斯科拉表示，这些分离株代表了全球存在的所有不同分支或 HIV 毒株。此外，这些抗体能够中和所有有限数量的性传播 HIV 变体——这是一个关键点，因为 80% 的新感染来自性活动。
VRC01 和 VRC02 自然产生，并由称为 RSC3 记忆特异性 B 细胞的免疫系统极稀有成分产生。使用流式细胞术，美国国立卫生研究院团队从他们筛选的 2500 万个细胞中仅分离出 29 个此类细胞。此外，这些 B 细胞产生的蛋白质通常是不成熟的，并且蛋白质似乎必须经过一系列组合才能成为功能性的 VRC01 或 VRC02。
X 射线晶体学使研究人员“能够将 [抗体的] 结合位点鉴定到原子水平的结构……它是 CD4 结合位点中特别不变的部分，它是暴露的”，马斯科拉说。他称这种知识为“设计新疫苗的蓝图。它使我们能够尝试设计一种蛋白质，该蛋白质模仿并将该特定位点呈现给免疫系统”，以刺激 B 细胞“大量生产抗体”。
马斯科拉承认 VRC01 和 VRC02 抗体的复杂性质及其天然存在的低数量可能被证明是开发疫苗的障碍。要了解围绕刺激抗体产生的所有问题以及为提供感染保护所必需的浓度还为时过早。
VRC 研究团队已经设计了疫苗抗原，这些抗原已经在小型动物的临床前研究中。如果这些被证明是成功的，这项工作可能会推进到猴子模型，尽管目前尚不完全清楚猴子如何控制猴版 HIV 而不会发展为晚期疾病。VRC01 和 VRC02 的鉴定也可能有助于增进对猴子疾病的更好理解。
马斯科拉说，这些发现也可能导致开发出“治疗性疫苗”或基于免疫的疗法，帮助训练 HIV 感染者的免疫系统，以便在不使用药物的情况下更好地控制病毒。
大规模生产这些抗体以进行被动给药作为当前用于治疗 HIV 的小分子药物的辅助或替代品可能是可行的。如果生产成本能够充分降低，它们可能在局部杀微生物剂中发挥作用，作为预防 HIV 暴露的手段。
编者注（2010 年 7 月 9 日）：本文在发布后进行了编辑，以纠正将 B 细胞及其产生的抗体识别为先天免疫系统一部分的说法.