研究人员称,通用疫苗可以预防流感、新冠肺炎和普通感冒

研究人员称,通用疫苗可以预防流感、新冠肺炎和普通感冒。 — Universal vaccine could protect against flu, COVID-19 and colds, say researchers

一种新型鼻喷疫苗的作用原理是激活免疫系统最广泛的防御系统,以抵御一系列潜在的新威胁。

A healthcare practitioner administering a nasal spray vaccine. Credit: CDC
一名医护人员正在给患者使用鼻喷疫苗。图片来源:美国疾病控制与预防中心

一览

  • 一种实验性疫苗通过引发广泛的免疫防御,而不是针对单一病原体,来保护小鼠免受多种呼吸道威胁,包括流感、冠状病毒、感冒病毒和细菌性肺炎。
  • 新方法显著降低了病毒载量,并防止了接种疫苗的动物发生严重的肺部疾病。
  • 这些发现是概念的早期验证,尚未在大型动物或人体上进行测试,但可能为通用呼吸道疫苗铺平道路,从而避免每年多次加强免疫以对抗变异毒株。

研究人员表示,早期研究表明,一种新型单次鼻喷疫苗可以预防所有呼吸道病毒,包括 COVID-19、流感和普通感冒,以及细菌性肺部感染甚至过敏症。

该疫苗已在小鼠身上进行测试,并发表在 《科学》 杂志上,它代表了科学家们几十年来一直在追求的目标:一种可以预防多种呼吸道威胁的通用疫苗,无需在每次病原体变异时都进行更新。

如果对人类有效,它就可以取代每年接种流感疫苗和新冠加强针的周期,并为应对下一次大流行病提供现成的防御措施。

“我认为我们现在拥有的是一种可以对抗多种呼吸道威胁的通用疫苗,”领导这项研究的斯坦福大学医学院微生物学和免疫学教授巴厘·普伦德兰说 

打破循环

该团队的方法之所以具有革命性意义,是因为它摒弃了两个多世纪以来疫苗通常的运作方式。

自 1790 年代以来,每一种疫苗都依赖于抗原特异性:模拟病原体的独特部分,使人体能够识别该确切的威胁。

自此以后,病原体和疫苗研发者之间就一直处于战争状态。病原体不断进化以逃避疫苗引发的免疫反应,疫苗也随之改进以对抗新变种的病原体,病原体再次变异,如此循环往复。

这就是为什么我们需要每年接种新的流感疫苗,以及为什么随着新冠病毒的变异,新冠病毒疫苗也需要更新的原因。

普伦德兰的团队决定不针对特定病原体。相反,他们希望模仿免疫细胞之间相互沟通的方式,以便在感染期间启动人体的防御机制。

他们研发出一种疫苗,可以增强免疫系统对任何威胁肺部的因素(无论是病毒、细菌还是过敏原)的自然反应能力。

两个系统

大多数疫苗都针对适应性免疫系统。这是人体精准的武器,它能产生抗体和一种叫做 T 细胞的特殊细胞,这些细胞是专门用来攻击特定入侵者的。

适应性免疫具有极佳的记忆力;即使在首次接触病原体数年后,它仍然能够识别该病原体。但它的反应速度较慢:启动完整的适应性免疫反应通常需要两周时间,而且它只针对单一病原体。

先天免疫系统则有所不同。它由巨噬细胞、中性粒细胞和树突状细胞等广谱细胞组成,这些细胞会攻击任何它们识别为危险的物质。先天免疫可在数分钟内激活,并能应对多种威胁,但人们曾认为其持续时间太短,无法制成疫苗。

普伦德兰的团队提出了这样一个问题:如果能够使先天免疫力持久存在会怎样?

这个想法源于普伦德兰团队在 2023 年对卡介苗(BCG)结核病疫苗进行的研究,卡介苗是世界上使用最广泛的疫苗之一。研究表明,卡介苗可能对婴儿的感染具有预防作用,但没有人知道它是如何起作用的。

Pulendran 的实验室发现,作为适应性免疫反应的一部分被募集到肺部的 T 细胞会向先天免疫细胞发送化学信息,使它们保持活跃状态​​数月而不是数天。

普伦德兰团队测试的新型疫苗名为 GLA-3M-052-LS+OVA,它通过合成方式模拟了这种信号传递过程。该疫苗含有能直接刺激肺部固有免疫细胞的化合物,使其处于高度戒备状态。此外,它还包含一种无害的蛋白质抗原——卵清蛋白(来自鸡蛋)——能够吸引 T 细胞进入肺部。这些 T 细胞随后通过自身的细胞因子信号维持固有免疫反应。

鼻部保护

本研究中,小鼠接受了 GLA-3M-052-LS+OVA 鼻内疫苗接种,部分小鼠每周接受一次多剂接种。随后,每只小鼠均暴露于一种呼吸道病毒。三剂疫苗可使小鼠免受 SARS-CoV-2 和其他冠状病毒的感染,保护期至少持续三个月。

相比之下,未接种疫苗的小鼠病情非常严重。它们肺部炎症严重,病毒载量很高,而且常常死亡。接种疫苗的小鼠全部存活,肺部几乎完全清除了病毒。

随后,研究团队测试了金黄色葡萄球菌鲍曼不动杆菌 ,这两种细菌都是医院获得性肺炎的主要病原体。结果再次表明,接种疫苗的小鼠受到了保护。

最后,他们尝试了过敏原。接触屋尘螨蛋白(一种主要的哮喘诱发因素)的小鼠通常会出现气道炎症和黏液阻塞。而接种疫苗的小鼠气道则保持畅通。

双重效果

疫苗之所以有效,在于它对呼吸系统防御的双重作用。首先,它触发的先天免疫反应会提高肺部的警戒状态,从而将病毒载量降低700倍。其次,它能加速人体发起针对性反击的能力,将反应时间从两周缩短到三天。

研究人员表示,即使病毒“侥幸逃过”先天免疫反应的“网”,也会遭到强烈的适应性免疫反应。

下一步是人体试验。普伦德兰的团队希望先进行安全性测试,如果疫苗被证明安全,再进行对照暴露研究。他估计,两剂鼻喷剂可能就足以保护人体。

“想象一下,在秋季使用一种鼻喷剂,可以预防包括新冠病毒、流感、呼吸道合胞病毒和普通感冒在内的所有呼吸道病毒,以及细菌性肺炎和早春过敏原,”普伦德兰说 。“这将彻底改变医疗实践。”

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