HIV和HBV包膜蛋白免疫诱导Tfr细胞分化的比较性研究

Using an envelope glycoprotein (Env) to elicit sufficient and effective neutralizing antibody responses against human immunodeficiency virus (HIV) is still a big challenge. T follicular regulatory cell (Tfr) is a specialized inhibitory T subset in germinal center. Tfr cells directly or indirectly inhibit B cell differentiation into memory B and plasma cells. However, influence of Tfr cells on the antibody responses induced by HIV Env immunization is unknown. Our previous work found that, immunization with HIV Env induced impaired differentiation of memory B and plasma cells, weaker Env-specific recall antibody responses, but higher frequencies of Tfr cells, compared with immunization with HBV surface antigen HBsAg that can elicit effective neutralizing antibody responses against HBV infection in the vaccine practice. Therefore, we speculate that such a high level of Tfr cells induced by HIV Env immunization may be associated with the limited B differentiation and the slow Env-specific antibody development. In this proposal, we plan to confirm three important issues including: (1) The differences of Tfr differentiation induced by immunizations with HIV Env and HBV HBsAg; (2) The influence of the higher level of Tfr induced by HIV Env on the development of Env-specific antibody responses; (3) The possible cellular and molecular mechanisms for the high level of Tfr induced by immunization with HIV Env. This study will provide new clues to the reason why HIV Env vaccines fail to induce efficient neutralizing antibody responses, and will also provide evidences for the optimization of HIV Env vaccine design strategy.

HIV包膜疫苗难以诱导有效的保护性抗体反应，其原因尚不完全清楚。滤泡调节性T细胞(T follicular regulatory cell, Tfr)是新近发现的存在于淋巴组织生发中心内的抑制性细胞亚群，对B细胞分化和抗体应答具有抑制作用。在前期工作中，本课题组以HBV包膜蛋白为对照抗原，发现HIV包膜蛋白诱导B细胞分化差、抗体反应差，而Tfr显著增多。据此，提出研究假设，HIV包膜免疫诱导的高水平Tfr可能是限制特异性抗体反应的机制之一。因此，本项目拟进行以下研究：（1）动态观察和比较性分析HIV和HBV包膜蛋白免疫诱导Tfr分化的差异；（2）明确HIV包膜蛋白诱导的高水平Tfr对特异性抗体反应的影响；（3）探讨HIV包膜免疫后高水平Tfr分化的可能机制。本项目的完成将有可能为阐明HIV包膜不能有效诱导保护性抗体的机制提供新的思路，也将为未来HIV疫苗设计和免疫策略的优化提供可能的方向。

滤泡调节性T细胞(T follicular regulatory, Tfr)是近年来发现的一群存在于淋巴组织生发中心内的抑制性细胞亚群，对B细胞分化和抗体应答具有抑制作用。然而Tfr亚群在HIV疫苗免疫中的作用尚不明确。在前期工作中，本课题组以HBV包膜蛋白为对照抗原，发现HIV包膜蛋白诱导B细胞分化差、抗体反应差，而Tfr显著增多。据此，提出研究假设，HIV包膜免疫诱导的高水平Tfr可能是限制特异性抗体反应的机制之一。.本项目动态观察和比较性分析了HIV和HBV包膜蛋白免疫诱导Tfr细胞分化的特征，明确了HIV和HBV包膜蛋白免疫后Tfr细胞的变化规律，再次证实HIV包膜蛋白免疫可产生高比例Tfr细胞。随后，从Tfr来源、滤泡迁移和和细胞功能等方面探讨了HIV包膜蛋白免疫后诱导高比例Tfr分化的相关细胞和分子机制，发现高水平Tfr细胞的产生与其母细胞Treg比例增高、PD-1阳性Treg细胞比例增多有关，还与其他PD-1细胞群（CD4+T和TFH细胞）比例增加有关。通过不同类型HIV包膜蛋白免疫的比较性研究，证实高比例Tfr、Treg和PD-1阳性T细胞不利于抗原特异性抗体的产生。最后，初步探讨了降低Tfr（Treg）和PD-1阳性T细胞亚群的策略，发现HIV包膜蛋白表面的糖基与蛋白免疫后产生高比例Tfr、Treg和PD-1阳性T细胞和低比例活化B细胞、GC B有关；并通过体内阻断Tfr和Treg的效应分子CTLA-4初步分析CTLA-4抗体阻断对Tfr、Treg细胞比例、B细胞亚群比例和特异性抗体的影响，为后续的机制研究提供了基础。建立了HIV包膜蛋白特异性B细胞亚群多色流式检测方法，为后续分析特异性B细胞分化特征了提供条件。.综上，本项目从抑制性细胞亚群的角度探讨了HIV包膜蛋白弱免疫原性的可能机制，验证了研究假设。建立和完善了多个实验技术和研究团队，为后续研究提供技术和人员保障。获得的科学发现为优化免疫策略、筛选新的HIV疫苗免疫原提供了新的视角和思路。