为了寻找更好的疟疾疫苗,研究人员转向机器学习

抗疟疾药物一直是全球公共卫生工作的核心组成部分,从2000年到2019年,致命的蚊媒疾病下降了44%,但随着导致疟疾的寄生虫对这些药物产生耐药性,进展停滞不前。

现在,马里兰大学帕克分校的计算生物学家与巴尔的摩马里兰大学医学院的研究人员合作,使用机器学习来研究疟疾疫苗,机器学习是人工智能的一个子集,不需要直接编程。

他们正在使用一种称为“反向疫苗学”的新方法,该方法采用强大的生物信息学工具来深入研究导致疟疾的几种寄生虫的基因组成,以靶向与这些病原体相关的蛋白质或抗原,以进行疫苗测试。

该团队的初步研究最近发表在npj Systems Biology and Applications上。

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疟疾疫苗:世卫组织的立场文件

RTS、S/AS01和R21/Matrix-M两种疟疾疫苗已通过世卫组织的资格预审并被推荐使用。两者都是红细胞前疫苗,可以预防恶性疟儿童感染以及随后的疾病和死亡;它们不是为阻断疟疾传播而设计的。推荐的疟疾疫苗可以预防恶性疟疟疾,而且没有已知的交叉保护血浆厌恶物种。然而,在一些地区恶性疟和其他疟原虫物种,包括间日疟原虫(指引起疟疾的单细胞生物)是地方病,疫苗可以提供重要的保护恶性疟原虫疟疾。目前正在研究处于不同临床开发阶段的其他一些疟疾候选疫苗,包括针对红细胞前阶段的疫苗,正如目前推荐的疫苗一样 。最近,疫苗开发工作还针对血液阶段(红细胞阶段) ,用于预防人至蚊子疟疾传播的性阶段抗原 和其他疟疾物种,如间日疟 。新技术,如基于DNA和mRNA的疫苗 以及正在开发的佐剂 ,正在探索用于疟疾疫苗。2014年,世卫组织发布了针对红细胞前和血液阶段的重组疟疾疫苗的质量、安全性和有效性指南恶性疟。

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帮助设计 R21 抗疟疾疫苗的科学家回顾了 30 年的研究及其承诺

直到三年前,还没有人开发出针对任何寄生虫病的疫苗。现在有两种抗疟疾疫苗:RTS,S和R21疫苗。

牛津大学詹纳研究所所长、R21疫苗首席研究员阿德里安·希尔(Adrian Hill)告诉纳丁·德雷尔(Nadine Dreyer),为什么他认为这是疟疾控制的伟大时代。

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贝宁疟疾疫苗的推出令人欣慰和希望

根据世卫组织的数据,贝宁拥有约 1340 万人口,2022 年估计有 510 万例疟疾病例和 11,000 人死亡。这些死亡者大多是五岁以下儿童。然而,这些严峻的统计数据可能正处于转折点:4月25日世界疟疾日,该国将开始向儿童提供RTS,S疟疾疫苗,作为其常规免疫计划的一部分。

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RTS、S 和 R21 疟疾疫苗如何发挥作用

引起疟疾的疟原虫寄生虫是一个复杂的敌人。由于具有多阶段的生命周期,并且能够改变其蛋白质外衣以躲避人体免疫系统,因此开发针对它的疫苗一直是一个巨大的挑战。

现在,经过几十年的尝试,世界上有两种疫苗可以帮助保护儿童免受恶性疟原虫的侵害——恶性疟原虫是世界上最致命的疟疾寄生虫。

这两种疫苗都会触发抗体的产生,阻止子孢子感染肝细胞。那些设法突破的细胞是T细胞的目标,T细胞也被疫苗激活。

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新型疟疾疫苗在3期研究中证明有效

一种新的疟疾疫苗在一项3期研究中保护了1.5岁以下的儿童免受感染,有效率为68%-75%。在季节性疟疾地区观察到疫苗保护水平最高。新疫苗的功效与已经批准的疫苗相似,可能有助于满足对疟疾疫苗的巨大需求。

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R21/Matrix-M疟疾疫苗在非洲儿童中的高效性和良好安全性

R21/Matrix-M在未来几个月内首次推出。新结果发表在《柳叶刀》上。

试验研究人员在布基纳法索、肯尼亚、马里和坦桑尼亚的一项试验中对4,800多名幼儿进行了免疫接种,发现在5-17个月年龄组的所有地点的第一年随访中,疫苗效力平均为78%,该年龄组是针对大多数疟疾疫苗进行研究的年龄范围组。

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