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中美科學家在中東冠狀病毒的疫苗設計上取得突破

2018-07-24 來源:中國病毒學論壇  標簽: 掌上醫(yī)生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:傳統(tǒng)疫苗利用滅活整體病毒,亞單位疫苗利用病毒的某個關鍵蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)疫苗高效,但是仍有感染人體的風險。亞單位疫苗方便安全,但是其低效性極大地限制了其更廣泛的應用,成為困擾疫苗設計領域的重大難題。

 近日,中美科學家發(fā)現(xiàn)并且克服了中東冠狀病毒疫苗設計上的重大內(nèi)在缺陷,此項發(fā)現(xiàn)極大提高了中東冠狀病毒疫苗的效用。相關工作發(fā)表在最新出版的自然分刊《自然-通訊》上。該項發(fā)現(xiàn)不僅有助于針對中東冠狀病毒疫苗的進一步設計和開發(fā),而且在針對各類危害人類健康病毒的疫苗設計上具有廣泛的應用前景。

 
這項工作的共同通訊作者是美國明尼蘇達大學的終身教職副教授李放,北京
 
微生物流行病學研究所的周育森教授以及上海復旦大學的國家千人計劃特聘專家姜世勃教授。文章的共同第一作者是美國紐約血液中心的杜蘭英副研究員、周育森教授的博士生太萬博和李放教授的博士生楊洋。北京微生物流行病學研究所病原微生物生物安全國家重點實驗室的趙光宇副研究員、美國衣阿華大學的StanleyPerlman教授和得克薩斯大學的Chien-TeTseng教授等科學家也參與了該項研究。
 
目前常用的病毒疫苗分兩種:傳統(tǒng)疫苗利用滅活整體病毒,亞單位疫苗利用病毒的某個關鍵蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)疫苗高效,但是仍有感染人體的風險。亞單位疫苗方便安全,但是其低效性極大地限制了其更廣泛的應用,成為困擾疫苗設計領域的重大難題。
 
李放、周育森、姜世勃和杜蘭英等中美團隊通過密切合作,發(fā)現(xiàn)當病毒的單個蛋白質(zhì)被單獨制備成為亞單位疫苗的同時,其表面很多區(qū)域非自然暴露了出來,而這些區(qū)域在病毒整體顆粒上是隱藏的。這些非自然暴露的區(qū)域?qū)θ梭w的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生了負干擾,使得人體免疫系統(tǒng)無法針對疫苗分子表面的有效部位產(chǎn)生高效反應。利用中東冠狀病毒亞單位疫苗作為模版,他們測量并由此發(fā)現(xiàn)了疫苗分子表面有一處對人體免疫系統(tǒng)的負干擾最強。他們隨即用分子工程技術對此處進行了修飾改造。改構后的疫苗在動物模型攻毒試驗中表現(xiàn)出了超高效用。
 
該項研究從理論和實際上同時解決了一直困擾病毒疫苗設計領域多年的難題,有望幫助科學家們進一步設計出針對中東冠狀病毒和非典冠狀病毒的超高效亞單位疫苗。從2012年被發(fā)現(xiàn)至今,中東冠狀病毒已經(jīng)感染1800多人,致死率在35%以上。它的同類病毒,非典冠狀病毒,更是在2002-2003年肆虐全球,感染8000人,致死率為10%。此外,該項研究還有潛力應用到針對其它病毒的疫苗設計上,比如艾滋病毒,流感病毒,埃博拉病毒,等等。這些病毒和中東冠狀病毒,非典冠狀病毒一起,對全球健康造成巨大危害。病毒疫苗設計是抵抗病毒威脅的最有效手段之一。
 
Abstract:
 
Viralsubunitvaccinesoftencontainimmunodominantnon-neutralizingepitopesthatdiverthostimmuneresponses.Theseepitopesshouldbeeliminatedinvaccinedesign,butthereisnoreliablemethodforevaluatinganepitope’scapacitytoelicitneutralizingimmuneresponses.Hereweintroduceanewconcept‘neutralizingimmunogenicityindex’(NII)toevaluateanepitope’sneutralizingimmunogenicity.TodeterminetheNII,wemasktheepitopewithaglycanprobeandthenassesstheepitope’scontributiontothevaccine’soverallneutralizingimmunogenicity.Asproof-of-concept,wemeasuretheNIIfordifferentepitopesonanimmunogencomprisedofthereceptor-bindingdomainfromMERScoronavirus(MERS-CoV).Further,wedesignavariantformofthisvaccinebymaskinganepitopethathasanegativeNIIscore.ThisengineeredvaccinedemonstratessignificantlyenhancedefficacyinprotectingtransgenicmicefromlethalMERS-CoVchallenge.OurstudymayguidetherationaldesignofhighlyeffectivesubunitvaccinestocombatMERS-CoVandotherlife-threateningviruses.
 
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