新的疫苗设计利用对流感的免疫力来提供针对新出现的病原体的更快保护

接种 COVID 疫苗后，我们的身体通常需要数周时间才能产生保护性抗体反应。然而，想象一下，一种疫苗可以加速针对 SARS-CoV-2 抗体的产生，SARS-CoV-2 是传播 COVID-19 的病毒。

由加州大学河滨分校微生物学和植物病理学副教授 Rong Hai 领导的一个研究小组利用对单独病毒（流感病毒）的预先存在的免疫力开发了这种疫苗，以帮助启动制造针对 SARS-CoV-2 的抗体的过程。

“对SARS-CoV-2的免疫反应的任何延迟都意味着人们在一段时间内对病毒的保护很差，”Hai说。“我们的疫苗旨在让人们更快地获得保护性抗体反应，因此他们不易感染冠状病毒。这是对每个人的更好保护。对于仍然对SARS-CoV-2缺乏免疫力的人来说，例如儿童，它可能特别有价值。

研究结果发表在《病毒学杂志》上。

为了开发新设计，Hai和他的同事将SARS-CoV-2作为代表性的大流行病毒，并产生了一种“融合蛋白”疫苗，该疫苗结合了甲型流感病毒的核蛋白和SARS-CoV-2刺突蛋白的受体结合域（RBD）。SARS-CoV-2 病毒使用刺突蛋白附着在细胞表面的受体上——这是病毒感染细胞的第一步。抗RBD的抗体阻断刺突蛋白与受体的相互作用，从而防止病毒感染细胞。

新的疫苗设计解决了病毒学领域长期存在的一个挑战：对新出现的病毒病原体的保护性适应性免疫的延迟。Hai解释说，在任何感染中，抗体都是由一种称为B细胞的细胞产生的。每个 B 细胞产生一种针对一个特定靶标的抗体;然而，只有一小部分B细胞可以产生抗RBD的抗体。

“为了让更多的B细胞被激活并开始产生针对RBD的抗体，需要两个步骤，”该论文的第一作者，Hai实验室的前研究生Harrison Dulin说。“首先，B细胞需要遇到RBD蛋白，其次，B细胞需要被另一个称为辅助性T细胞的细胞激活。在针对 SARS-CoV-2 的免疫反应开始时，周围只有少数辅助性 T 细胞可以帮助激活 RBD 特异性 B 细胞。这会导致针对病原体的抗体反应延迟。

根据Hai的说法，新的疫苗设计具有允许RBD特异性B细胞从应对流感感染而产生的现成辅助性T细胞池中获得帮助的优点。

“流感辅助性T细胞被用于激活RBD特异性B细胞，加速抗体产生过程，”他说。

令人鼓舞的是，新设计甚至可以在财政资源有限的国家使用。

“鉴于我们新设计的简单性，它不需要这些国家购买任何额外的复杂或昂贵的设备，”Hai说。“我们设计了疫苗，以便它可以像目前可用的疫苗一样给药。

新设计源于Hai领导的另一个项目，该项目旨在设计流感和SARS-CoV-2病毒的双重疫苗平台。虽然研究小组只测试了针对SARS-CoV-2的疫苗，但原则上，新设计可用于加速针对其他新兴病原体的抗体反应。

“如果我们必须处理SARS-CoV-3或其他一些新型大流行病毒，这可能特别有用，”合著者、UCR医学院生物医学科学教授Emma H. Wilson说。

Hai警告说，在向人们提供新设计的疫苗之前，必须在实验室中做更多的工作。

“到目前为止，我们只在老鼠身上测试了疫苗，”Hai说。“我们需要通过临床试验来探索这种疫苗对人类是否安全。这是一个漫长的过程。此外，先前存在的对流感的免疫力可能因人而异，我们知道免疫反应会随着时间的推移而减弱。我们需要在一系列免疫背景下测试这种疫苗，看看我们的策略适用范围有多广。

该研究项目利用了UCR新建立的生物安全3级（BSL-3）实验室。

“我们需要证明我们的疫苗产生的抗体反应可以有效地中和活的SARS-CoV-2，”Hai说。“由于 SARS-CoV-2 是一种危险且传染性极强的病毒，因此只能在 BSL-3 实验室中处理该病毒的活体版本。”

UCR 的 Duo Xu、Arrmund Neal、Edward Vizcarra、Jerald Chavez、Arzu Ulu、Keidy Wuang、Nikhil Bhakta 和 Chanvoraboth Chea 也参与了这项研究;以及圣安东尼奥德克萨斯生物医学研究所的 Ramya S. Barre、Myeon-Sik Yang、Siddiqur Rahman Khan 和 Luis Martinez-Sobrido。杜林现在是弗雷德·哈钦森癌症研究中心的博士后研究员，该中心专注于传染病。