根據美國疾病控制和預防中心統計,在美國季節性流感平均每年會(huì )導致超過(guò)20萬(wàn)的人住院和36000人死亡。雖然每年注射流感疫苗會(huì )提供一些保護,但是超出疫苗防御范圍之外的新亞型病毒的迅速蔓延常常會(huì )讓普通民眾短時(shí)間內素手無(wú)策。2009年的H1N1流感(甲流)的肆意傳播,在全球范圍內造成約151700到575400的人死亡。
即便流感疫苗已經(jīng)有70多年的歷史,但是因為流感病毒一直在變異,所以市面上目前還沒(méi)有持續有效的流感疫苗。但是,科學(xué)家們一直都在為這一偉大目標持續奮斗。
需要更好的流感疫苗
過(guò)去十年,美國斯克里普斯研究所、詹森制藥公司以及其他研究機構都有研究發(fā)現,一些受到流感感染的患者體內會(huì )生產(chǎn)一種“強壯抗體”,能夠在同一點(diǎn)同一時(shí)間中和多種亞型的流感病毒。但是遺憾的是,這種廣泛中和性抗體(bnAbs)非常罕見(jiàn)。
但是,這一具有誘惑性的抗體的存在,就已經(jīng)大大引起了研究人員的注意,美國斯克里普斯研究所和詹森制藥公司開(kāi)始合作共同研發(fā)一種經(jīng)過(guò)特別“設計”的通用型流感疫苗。
研究人員瞄準一個(gè)可能的目標:流感病毒表面的一種蛋白——血凝素(HA)。對流感病毒的命名模式為“HnNm”,其中H就代表血凝素蛋白,n代表血凝素的形態(tài),共有18種;N代表另一種蛋白:神經(jīng)氨酸酶。
血凝素具有免疫原性,作為病毒侵入宿主細胞的“開(kāi)關(guān)”,能夠引發(fā)免疫系統反應,合成抗體后中和流感病毒。HA莖部負責連接細胞和病毒,而且各亞型病毒的HA蛋白莖部結構相差甚微,一旦HA莖部發(fā)生基因突變,病毒就不能進(jìn)入宿主細胞。所以,以HA莖部作為抗原產(chǎn)生的抗體有望中和多類(lèi)型流感病毒。
中和各亞型流感病毒
為了實(shí)現這一預期,研發(fā)出中和HA的抗體,研究團體通過(guò)電子顯微鏡的成像技術(shù)和X射線(xiàn)晶體學(xué)對抗原結構進(jìn)行分析,特別是CR9114抗體匹配的抗原結構。研究人員首次參照HA晶體結構,人工合成抗原:剔除HA蛋白頭部結構,通過(guò)改造穩定蛋白質(zhì)的構象,且高仿中和位點(diǎn)。人工改造的HA莖部能夠誘導抗體預期完美結合。
這份研究是科學(xué)家在流感疫苗研發(fā)過(guò)程中的重大突破,預示著(zhù)研發(fā)通用型流感疫苗的研發(fā)方向正確,相關(guān)研究成果于8月24日在線(xiàn)發(fā)表于《Science》。
隨后,科學(xué)家以嚙齒動(dòng)物和靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物作為試驗對象,檢測了抗體對抗原的反應過(guò)程。他們發(fā)現,受到一種類(lèi)型的抗原感染后,動(dòng)物機體免疫系統會(huì )分泌抗體,這種抗體能夠與很多亞型病毒的血凝素蛋白識別、結合,甚至是中和性H5N1病毒,最終中和病毒。這是關(guān)鍵性的證據。試驗表明,由一種亞型病毒誘導產(chǎn)生的抗體,能夠抵抗其他不同亞型的抗原。
研究團隊最終的目標是在疫苗中包含經(jīng)過(guò)設計改造的HA莖部,能夠誘導機體內合成有效抵抗流感病毒的抗體,激發(fā)它們抵抗各種亞型的流感病毒。TSRI綜合結構和計算生物學(xué)部門(mén)主管、結構生物學(xué)教授IanWilson表示,下一步研究計劃是驗證抗原的臨床效果。距離,研發(fā)通用型疫苗的最終目標,尚且還有很多工作需要進(jìn)行。
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