由德國科隆大學(University of Cologne)及德國感染研究中心(German Center for Infection Research,簡稱 DZIF)科學家領軍的國際研究團隊,近期在《自然》(Nature)期刊上發表了一項令人振奮的重大發現。研究人員從全球逾 2,300 名 HIV 感染者的樣本中,篩選出一種名為「04_A06」的新型廣效中和抗體(Broadly neutralizing antibodies,bNAbs)。體外實驗結果顯示,該抗體能中和高達 98.5% 的受測 HIV-1 變異株,且對於具抗藥性的病毒株依然有效。這項突破性研究結合了大規模單細胞 B 細胞分析、病毒中和試驗、結構生物學分析及動物模型驗證,顯示 04_A06 未來極具潛力成為 HIV 防治的新利器。

千中選一:從全球隊列中尋找「菁英」抗體

HIV 病毒之所以難以根治,主因之一在於其變異速度極快,使得傳統疫苗或單一抗體往往難以全面覆蓋。為了尋找能夠對抗多種病毒株的超級抗體,研究團隊採取了「廣撒網、精挑選」的策略。他們篩選了來自全球超過 2,300 名 HIV 感染者的血液樣本,並特別鎖定其中一小群被稱為「菁英中和者(elite neutralizers)」的個體。這類感染者的免疫系統能自然產生具備廣泛中和能力的抗體,是對抗病毒的天然寶庫。

從這個龐大的初始隊列中,科學家最終挑選出 32 位展現最強中和活性的捐贈者。利用先進的單細胞分選與定序技術,研究團隊從這些捐贈者的血液中分離出 B 細胞,並選殖了 831 種單株抗體進行深入分析。透過高通量的標準化中和試驗,研究人員能直接比較這些抗體的效能。經過層層篩選,04_A06 憑藉其近乎全覆蓋的中和能力與對抗病毒逃脫機制的韌性,最終脫穎而出。

獨特結構優勢:鎖定 CD4 結合位點成致勝關鍵

04_A06 是一種靶向「CD4 結合位點(CD4-binding site,CD4bs)」的單株抗體。CD4 結合位點位於 HIV-1 病毒封套醣蛋白(Envelope glycoprotein)之上,是病毒入侵人體 CD4 免疫細胞的關鍵「鑰匙」。由於此位點對病毒感染至關重要,因此其序列在不同的變異株間具高度保守性,使之成為廣效中和抗體的絕佳攻擊目標。

從遺傳學角度來看,04_A06 源自 IGHV1-2 基因家族,這也是許多已知 CD4bs 廣效抗體的來源。然而,04_A06 卻擁有與眾不同的功能特性。結構生物學分析顯示,其重鏈(Heavy chain)結構中帶有一段特殊的 11 個胺基酸插入序列。這段獨特的結構使 04_A06 能與 HIV 封套三聚體(Env trimer)上的高度保守區域形成額外的接觸點。正是這些額外的分子交互作用,讓 04_A06 即使面對那些能逃避其他同類抗體的病毒突變,仍能維持強大的結合力。換言之,04_A06 不僅能鎖定病毒的弱點,還能「抓得更緊」,這解釋了為何它能中和那些對現有療法產生抗藥性的病毒株。

從實驗室到活體研究:動物模型證實高效 HIV 抑制

除了在實驗室培養皿中表現優異,04_A06 在活體實驗中也傳來捷報。在人源化小鼠模型中,該抗體成功實現完全的病毒抑制,證明其在複雜生物體系內同樣具備抗病毒實力。此外,考慮到臨床應用的便利性,研究團隊利用電腦模擬技術,設計了半衰期延長版本的抗體「04_A06-LS」。模擬數據顯示,若應用於人體,此長效版本有望在體內維持長時間的保護力。這意味著未來若開發成藥物,患者或高風險族群可能只需接受一次注射,即可獲得長期的預防或治療效果,有望極大提升用藥依從性。

專家觀點與未來展望:邁向臨床應用的挑戰

德國感染研究中心(DZIF)的「抗體療法」協調人兼本研究負責人 Florian Klein 教授強調,這項成果是國際合作的結晶,涵蓋了來自非洲、尼泊爾及美國的研究機構。論文第一作者、科隆大學醫院醫師科學家 Lutz Gieselmann 博士則指出:「04_A06 不僅廣效性極佳,更能克服病毒典型的抗藥機制,這為未來的臨床應用開闢了充滿希望的新途徑。」

儘管臨床前數據亮眼,但距離成為常規療法仍有長路要走。研究團隊指出,下一步必須進入早期臨床試驗,以確認其在人體內的安全性、最佳劑量以及實際療效。同時,科學家也需驗證該抗體對目前全球各地流行之不同病毒株的實際覆蓋率,並評估將其與其他廣效抗體或抗病毒藥物合併使用(雞尾酒療法)的可能性,以進一步降低病毒突變繼而引致免疫逃逸的風險。

若開發順利,這類具備抗逃脫能力的廣效中和抗體將對公共衛生產生深遠影響。對於那些因副作用、服藥順從性不足或醫療資源匱乏而無法使用每日口服預防藥物(PEP / PrEP)的族群而言,長效型抗體注射將提供一個更可行且有效的替代方案,有望填補現有 HIV 防治網的漏洞。

參考資料:
1. https://www.nature.com/articles/s41590-025-02286-5 
2. https://www.uk-koeln.de/uniklinik-koeln/presse-mediathek/pressemitteilungen/details/neuer-antikoerper-blockiert-nahezu-alle-hiv-varianten/(原文為德文)
3. https://www.dzif.de/en/antibody-discovered-blocks-almost-all-known-hiv-variants-neutralization-assays 
4. https://www.deutschland.de/en/news/new-hope-in-the-fight-against-hiv