新疫苗可以预防尚未出现的冠状病毒

新疫苗可以预防尚未出现的冠状病毒

新疫苗可以预防尚未出现的冠状病毒

 

新疫苗可以预防尚未出现的冠状病毒
免疫与马赛克或四重奏纳米笼的比较。图片来源:Nature Nanotechnology (2024)。DOI: 10.1038/s41565-024-01655-9

 

预防COVID的疫苗的快速开发是一项了不起的科学成就,挽救了数百万人的生命。这些疫苗在减少 COVID 感染后的死亡和重症方面取得了巨大成功。

尽管取得了这一成功,但大流行的影响是毁灭性的,考虑如何防范未来的大流行威胁至关重要。除了SARS-CoV-2(导致COVID的病毒)外,以前未知的冠状病毒也是SARS(2003年)和MERS(2012年爆发并持续病例)致命爆发的原因。与此同时,几种正在传播的蝙蝠冠状病毒已被确定为有可能感染人类,这可能导致未来的爆发。

我和我的同事们最近在小鼠身上证明,一种相对简单的疫苗可以预防一系列冠状病毒,甚至是那些尚未确定的冠状病毒。这是朝着我们所谓的“主动疫苗学”目标迈出的一步,即在大流行威胁感染人类之前开发疫苗。我们的研究成果发表在《自然纳米技术》杂志上。

传统疫苗使用单一抗原(触发免疫反应的病毒的一部分),通常可以预防该病毒和单独病毒。它们往往不能抵御各种已知病毒或尚未发现的病毒。

之前的研究中,我们已经证明了“马赛克纳米颗粒”在提高对不同冠状病毒的免疫反应方面取得了成功。这些马赛克纳米颗粒使用一种蛋白质强力胶技术,不可逆地将两种不同的蛋白质连接在一起。

这种“强力胶”用于装饰具有多个受体结合域的单个纳米颗粒,这些受体结合域是位于刺突蛋白上的病毒的关键部分,这些结构域来自不同的病毒。该疫苗的重点是称为sarbecovirus的冠状病毒亚组,其中包括导致COVID,SARS和几种可能感染人类的蝙蝠病毒的病毒。

随着病毒的进化,它的某些部分会发生变化,而其他部分保持不变。我们的疫苗结合了进化相关的受体结合域(RBD),因此单一疫苗可以训练免疫系统对病毒中保持不变的部分做出反应。这可以防止疫苗中代表的病毒,而且至关重要的是,还可以防止疫苗中未包含的相关病毒。

尽管在马赛克纳米颗粒方面取得了成功,但疫苗很复杂,很难大规模生产。

更简单的疫苗

在牛津大学、剑桥大学和加州理工学院之间的合作中,我们现在已经开发出一种更简单的疫苗,仍然可以提供这种广泛的保护。我们通过基因融合来自四种不同sarbecovirus的RBD来形成一种我们称之为“四重奏”的蛋白质,从而实现了这一点。然后,我们使用一种蛋白质胶将这些四重奏连接到“纳米笼”上以制造疫苗。

当小鼠用这些纳米笼疫苗进行免疫时,它们产生的抗体可以中和一系列萨贝病毒,包括疫苗中不存在的萨贝病毒。这表明有可能预防在疫苗生产时可能尚未发现的相关病毒。

随着这种简化的生产和组装过程,我们的新疫苗在小鼠中引发了免疫反应,这些反应至少与我们原始的马赛克纳米颗粒疫苗产生的免疫反应相匹配,并且在许多情况下超过了这些反应。

鉴于世界上有很大一部分人接种过疫苗或以前感染过SARS-CoV-2,人们担心对SARS-CoV-2的现有反应会限制预防其他冠状病毒的潜力。然而,我们已经证明,即使在以前接种过SARS-CoV-2疫苗的小鼠中,我们的疫苗也能够产生广泛的抗sarbecovirus

我们的下一步是在人体中测试这种。我们还在应用这项技术来防止其他可能感染人类的病毒群。所有这些都使我们更接近我们的愿景,即在病毒有机会传播到人类之前,开发一个针对具有大流行潜力的病毒的疫苗库。

更多信息:Rory A. Hills 等人,使用多病毒四重奏纳米笼进行主动疫苗接种以引发广泛的抗冠状病毒反应,Nature Nanotechnology (2024)。DOI: 10.1038/s41565-024-01655-9

期刊信息: Nature Nanotechnology

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。阅读原文

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