獲得性免疫缺陷綜合徵（acquired immune deficiency syndrome，AIDS），也就是我們口中常説的艾滋病，源於一種逆轉錄病毒（human immunodeficiency virus，HIV）的感染，該病毒可以破壞人類免疫系統，使免疫大軍“敵我不分”，進而使許多細菌病毒趁虛而入，引發多種臨牀症狀，迄今為止，艾滋病都無法被人類治癒。
近日，來自美國斯克裏普斯研究所的研究者們在HIV抗體的研究上獲得重大發現。他們向4只家牛注射HIV包膜的模仿蛋白，在短短的一個多月的時間後，家牛快速產生了廣譜中和抗體（broadly neutralizing antibodies, bNAb）。中和抗體是通過抑制乃至中和抗原或感染源的生化功能，進而對細胞進行保護。要知道對於人類來講，在HIV感染後只有一小部分的人會產生這種抗體，而且這個過程往往需要幾年的時間。更讓人興奮的是，這種廣譜中和抗體對117種HIV菌株的中和率更是高達96%！該項研究被髮表在7月20日的《自然》雜誌上。
來自約翰霍普金斯大學醫學院的免疫學家Justin Bailey認為這項研究確定了“一種新且高效的HIV廣譜抗體的產生方式”，但這項研究的意義並不僅限於此。如果研究者可以在人體中誘導出相似的抗體，這也意味着HIV疫苗的成功之路將就在眼前。
HIV是一種潛伏期極長的RNA病毒，直徑約120納米，呈20面體。病毒表面嵌有蛋白gp120與gp41，主要對人類免疫細胞進行攻擊，使其感染並改變運作模式。其中以破壞T細胞膜上具有CD4蛋白識別功能的結果最為嚴重。一旦T細胞被感染，就意味着人體免疫系統門户大開，各種感染接踵而來，引發免疫缺陷綜合徵。
由於HIV的結構特點，它基本每時每刻都在變化，即使已經感染人類，它也可以在人體內發生突變，這就為HIV疫苗的研發增加了難度。針對單一HIV研發的抗體對其他病毒菌株只能望洋興嘆，而目前對於廣譜中和抗體的研究並沒有成功。
美國斯克裏普斯研究所Dennis R. Burton及其同事通過模仿HIV包膜設計了BG505 SOSIP蛋白，對四頭牛進行免疫注射，42天后四頭牛都產生了廣譜中和抗體。隨後他們選取其中一頭牛作為研究對象，提取血清中的抗體，並進行了更大規模的HIV測試--117種HIV菌株。在381天后，牛的抗體阻止了其中96%的病毒感染！而對另一頭牛抗體的研究中，HIV中和率達到72%。
這些牛的廣譜中和抗體都有一個奇怪的結構特點——一段伸出去的氨基酸序列，就像一條伸出去的胳膊。這段被叫做HCDR3氨基酸基團可以與不同的HIV菌株中高度保守的位點結合。這段高度保守的結合位點同時也是HIV感染免疫細胞的關鍵，由於HIV具有厚厚的蛋白外殼，一般來説，這個結合位點很難被觸碰到。
人類在被HIV感染後所產生的廣譜中和抗體中，HCDR3一般是30個氨基酸左右的長度—對於一般的人類抗體來説，這已經差不多是2倍的長度了——但對於牛的抗體來説，“還只能算是短的”。該項目的研究者之一，Vaughn V. Smider説到，在牛的廣譜中和抗體中，HCDR3區域甚至可以長達70個氨基酸。
這一特殊的結構特點，也許正是牛血清中的抗體能夠阻止HIV感染的關鍵。
可惜的是，目前牛所產生的廣譜中和抗體並不能應用在人體上，但這卻可以解決科學家們心中長久以來的疑惑。“在它流行之初，我們就已經意識到HIV特別擅長逃避免疫系統的追擊，所以無論是家牛還是人類，只要是免疫系統可以在自然條件下自主產生HIV的廣譜中和抗體，這都值得引起我們的極大關注。”美國過敏與傳染病研究所(NIAID)所長Anthony S. Fauci説到。
如果研究者可以在人體中誘導出含有長HCDR3的抗體，“這將意味着疫苗之路的真正起步，”Smider説到，“在人類進行免疫之前，我們首先需要知道怎麼能產生這種抗體。”接下來研究者將對此開展深入的研究，但毫無疑問的是，牛兒們已經準備好開始工作了。