技术进步在艾滋病毒疫苗生产中提供了很大的改善

UC Santa Cruz的Phil Berman的实验室使用机器人，能够自动化筛查数万个细胞的过程，以找到为HIV疫苗产生大量所需蛋白质的细胞系。

过去十年艾滋病毒研究导致疫苗的许多有希望的疫苗，以防止艾滋病病毒感染，但在临床试验中已经测试了很少的候选疫苗。根据Phil Berman的说法，这是一种基于病毒包膜蛋白的制造疫苗的技术难度，他领导了唯一疫苗的主要组成部分，以表明临床试验中的任何疗效。

UC Santa Cruz的生物分子工程Baskkin教授Berman现在已经开发了用于生产HIV疫苗的新方法。他的方法解决了涉及该领域的主要技术问题。Berman描述了新的方法，候选人疫苗在加拿大上周举行的艾滋病病毒疫苗会议上谈到（“疫苗发现和发展中的新兴技术”，与“进步和途径”联合会面有效的艾滋病毒疫苗，“1月28日至2月1日在班夫，艾伯塔省的一部分是Keystone Symposia全球健康系列）。

“已经描述了数十个有趣的疫苗候选人，但大多数人尚未在人类中进行测试，因为它以前没有以尽可努力地制造它们，以便及时地制造它们，”Berman说。“我们开发的技术应在艾滋病毒疫苗开发中打破Logjam，因为它缩短了时间，提高了产量，降低了成本。”

Berman的实验室能够利用机器人来缩短生产稳定细胞系所需的时间，使疫苗用于疫苗，同时大大增加细胞系可以产生多少蛋白质。改善的产量使得可以减少生物反应器的大小，使患者患有大型临床试验 - 从200至10,000升到50升或100升血管 - 导致所需设备的巨大节省和成本材料。此外，Berman的实验室能够创造细胞系，使HIV包络蛋白质具有有效免疫应答所需的合适种类碳水化合物组分（称为聚糖）。

“附着于蛋白质的碳水化合物非常重要，没有人直到最近意识到的，”伯曼说。“使这些包膜蛋白质疫苗的常规方式掺入了错误种类的碳水化合物。我们现在知道摧毁了许多由保护抗体认可的重要抗原位点。“

来自中国仓鼠卵巢（CHO）细胞的细胞系是用于生产用于治疗用途的复合重组蛋白的行业标准。这些细胞也可用于生产HIV疫苗。所需蛋白质的基因在称为转染的过程中转移到CHO细胞中，并且筛选成千上万的转染细胞以找到产生大量蛋白质的少数稀有细胞。最好的细胞系在大批次中生长，在类似于制备啤酒的酵母发酵的过程中，然后分离并纯化蛋白质。

Berman的实验室开发了一种新的机器人方法，用于分离高产生HIV包膜蛋白的高产量细胞系。这缩短了从18至24个月产生稳定细胞系所需的时间，即仅为2或3个月，同时将产量增加100至200。这些改进与Berman以前的经验相比，创建艾滋病疫苗，首先在Genentech然后在Vaxgen。

AIDSVAX是在称为RV144的大规模临床试验中使用的实验疫苗方案的一种组成部分，其在预防新的HIV感染方面表现出31％的疗效。RV144结果表明，保护与抗体​​的抗体相关，称为GP120的某种HIV包络蛋白。然而，其他研究表明，许多最有效的抗体（能够中和许多不同的HIV菌株的宽度中和抗体）实际上识别连接到GP120的碳水化合物组分（聚糖）。

“我们意识到原有的艾滋病疫苗具有完全错误的碳水化合物类型，如果我们能找到用适当类型的碳水化合物，我们可能会提高保护水平，”贝尔曼说。

因此，他和研究生Gabriel Byrne举行了创造一种细胞系，可以生产出在HIV包膜蛋白上发现的异常聚糖，而不是通常产生的复合聚糖CHO细胞。这是通过称为CRISPR / CAS9所谓的强大的新基因编辑技术实现的。Berman的实验室使用CRISPR以创建一种新的细胞系，它们称为MGAT CHO，它产生缺乏含唾液酸的复杂聚糖的蛋白质，并富集在HIV包膜蛋白上发现的简单“高甘露糖”类型。这种新细胞系的意外好处是它使能更简单，更昂贵的方法来恢复和纯化蛋白质。

“曾经认为碳水化合物的人不是免疫原性，但艾滋病毒让所有重要的抗体都指向这种不寻常的碳水化合物，”Berman说。“我们现在可以首次与它进行疫苗，我们已经创建了RV144试验中使用的疫苗的改进版本。我们的希望是，它将使效率从31％到大于50％，产品登记所需的水平。“

Berman的实验室目前有两条细胞系，他说准备在大规模上开始生产疫苗。他现在正在寻找合作伙伴和资金，使他们成为临床试验。一条疫苗是一种改进的艾滋病版本，它包含合适的聚糖。另一个是由涉嫌南非和印度普遍的病毒的菌株制成，并占全球大多数新的艾滋病毒感染。

贝尔曼说，研究人员继续使用临床研究中的艾滋病疫苗，因为它非常难以制作新的艾滋病毒疫苗，并注意到，由于RV144结果于2009年发布，因此已经有14项这些研究。“他们仍然使用我们在20世纪90年代初完成的同样的旧疫苗。虽然产品的稳定性和安全性都证明了我们所做的疫苗的质量，但新的疫苗都需要利用我们从那时起我们所学到的所有这些疫苗，“他说。“它只是强调需要找到更有效的方式来制作艾滋病毒疫苗。”

除了Berman的谈话之外，他的其他几名成员在会议上提出了他们的方法和调查结果的详细信息。贝尔曼说，他们希望今年晚些时候在几篇论文中发布他们的发现。本研究由国家卫生研究院国家过敏和传染病研究所的主要赠款资助。