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终身流感疫苗研发出现新进展

根据美国疾病控制和预防中心统计,在美国季节性流感平均每年会导致超过20万的人住院和36000人死亡。虽然每年注射流感疫苗会提供一些保护,但是超出疫苗防御范围之外的新亚型病毒的迅速蔓延常常会让普通民众短时间内素手无策。2009年的H1N1流感(甲流)的肆意传播,在全球范围内造成约151700到575400的人死亡。

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即便流感疫苗已经有70多年的历史,但是因为流感病毒一直在变异,所以市面上目前还没有持续有效的流感疫苗。但是,科学家们一直都在为这一伟大目标持续奋斗。


需要更好的流感疫苗


过去十年,美国斯克里普斯研究所、詹森制药公司以及其他研究机构都有研究发现,一些受到流感感染的患者体内会生产一种“强壮抗体”,能够在同一点同一时间中和多种亚型的流感病毒。但是遗憾的是,这种广泛中和性抗体(bnAbs)非常罕见。


但是,这一具有诱惑性的抗体的存在,就已经大大引起了研究人员的注意,美国斯克里普斯研究所和詹森制药公司开始合作共同研发一种经过特别“设计”的通用型流感疫苗。


研究人员瞄准一个可能的目标:流感病毒表面的一种蛋白——血凝素(HA)。对流感病毒的命名模式为“HnNm”,其中H就代表血凝素蛋白,n代表血凝素的形态,共有18种;N代表另一种蛋白:神经氨酸酶。


血凝素具有免疫原性,作为病毒侵入宿主细胞的“开关”,能够引发免疫系统反应,合成抗体后中和流感病毒。HA茎部负责连接细胞和病毒,而且各亚型病毒的HA蛋白茎部结构相差甚微,一旦HA茎部发生基因突变,病毒就不能进入宿主细胞。所以,以HA茎部作为抗原产生的抗体有望中和多类型流感病毒。


中和各亚型流感病毒


为了实现这一预期,研发出中和HA的抗体,研究团体通过电子显微镜的成像技术和X射线晶体学对抗原结构进行分析,特别是 CR9114抗体匹配的抗原结构。研究人员首次参照HA晶体结构,人工合成抗原:剔除HA蛋白头部结构,通过改造稳定蛋白质的构象,且高仿中和位点。人工改造的HA茎部能够诱导抗体预期完美结合。


这份研究是科学家在流感疫苗研发过程中的重大突破,预示着研发通用型流感疫苗的研发方向正确,相关研究成果于8月24日在线发表于《Science》。


随后,科学家以啮齿动物和灵长类动物作为试验对象,检测了抗体对抗原的反应过程。他们发现,受到一种类型的抗原感染后,动物机体免疫系统会分泌抗体,这种抗体能够与很多亚型病毒的血凝素蛋白识别、结合,甚至是中和性H5N1病毒,最终中和病毒。这是关键性的证据。试验表明,由一种亚型病毒诱导产生的抗体,能够抵抗其他不同亚型的抗原。


研究团队最终的目标是在疫苗中包含经过设计改造的HA茎部,能够诱导机体内合成有效抵抗流感病毒的抗体,激发它们抵抗各种亚型的流感病毒。TSRI综合结构和计算生物学部门主管、结构生物学教授Ian Wilson表示,下一步研究计划是验证抗原的临床效果。距离,研发通用型疫苗的最终目标,尚且还有很多工作需要进行。


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