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把“空病毒”关键部分做好了,医教研携手取得新冠病毒肺炎疫苗新进展
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来源:上观新闻 作者:彭德倩 2020-02-27 17:27
摘要:如果说传统疫苗核心是“无害病毒”,那么mRNA疫苗的关键在于做出一个空壳的成功模仿真病毒的“假病毒”。

疫苗,传染性疾病预防和控制方面最有效的手段,在新冠病毒肺炎防治的科学研究中,多国研究人员在该领域争分夺秒。

如果能将一个不具有感染性的“空病毒”植入人体,用相似的“外貌”骗过人体免疫系统,能否令其误以为真是病毒,进而启动免疫机制,产生保护性抗体?

近日,复旦大学生命科学学院和附属中山医院林金钟团队,联合上海交通大学徐颖洁团队及生物医药企业在新冠病毒mRNA疫苗研究方面取得进展——使用这一单链核糖核酸,首次实现新型冠状病毒病毒样颗粒的表达。换句话说,医教研携手,一起把这个“空病毒”关键部分做好了。

“无害病毒”和“空壳病毒”

说到疫苗,人们并不陌生。传统疫苗路线,主要在动物细胞、鸡蛋等基底培养出病毒,并通过灭活、减毒等步骤,做出一个“无害病毒”,植入人体后,激发免疫力自动生成抗体。目前,相当一部分关于针对新冠病毒的疫苗研究,就是这一方向。

值得关注的是,目前中美等国科学家,也在探索另一条路线——mRNAU疫苗。

mRNA,还有个好听的名字,信使RNA。它是由DNA的一条链作为模板转录而来的、携带遗传信息的能指导蛋白质合成的一类单链核糖核酸。mRNA疫苗的原理是,将体外制备的mRNA包裹成药物递送到体内组织被细胞内吞,外源mRNA到达细胞后被核糖体识别并根据其编码的病毒抗原信息合成相应的抗原,这些病毒抗原激活免疫系统后,产生能够阻断病毒进入细胞的中和抗体。

如果说传统疫苗核心是“无害病毒”,那么mRNA疫苗的关键在于做出一个空壳的成功模仿真病毒的“假病毒”。

相比传统疫苗,mRNA疫苗序列可以灵活设计,以应对不同的病原体,具有广泛的适用性,因此mRNA疫苗可以成为防止传染性疾病的一个选择。但是该类疫苗的研发并非一蹴而就,它涉及到抗原的选择、序列的优化、修饰核苷酸的筛选、递送体系的优化、免疫效果评价、安全性测试等。一个最终有效的mRNA疫苗应该能够在低剂量下刺激机体产生足够强的免疫反应,以产生足够高的中和抗体滴度,且产生的抗体能够有效保护机体免受病毒攻击。

模仿真病毒的两套方案

要模仿真病毒,骗过人体免疫系统,并不容易。研究团队使用最新的mRNA技术,为新冠病毒疫苗研发设计了两套方案。

一种是利用mRNA来表达位于新冠病毒表面的棘突蛋白以及该蛋白上识别人体细胞受体的一段区域,期望能在体内诱导产生病毒中和抗体,目前该方案进展顺利,首批疫苗小样已经用于小鼠免疫,正在等待测试效价。

在另一种方案中,研究团队则尝试利用mRNA在体内表达出跟新冠病毒形状一样的空病毒,俗称病毒样颗粒。

项目组成员王冰介绍,病毒样颗粒外观和真实病毒无异,但是不带有基因遗传物质,因而没有感染性,人体免疫系统却对其真假难辨,认为是真实病毒入侵,进而启动免疫产生保护性抗体,因此病毒样颗粒被认为是目前最安全有效的疫苗之一。

然而,使用mRNA合成出病毒样粒却很有挑战,特别是结构复杂的冠状病毒,此前并无用mRNA合成出冠状病毒样颗粒的报道。利用项目合作企业的mRNA药物研发平台,研发团队经过大量的序列摸索与优化,获得了能高效表达新冠病毒四个结构基因的修饰mRNA分子,首次成功实现了新冠病毒样颗粒的表达。电镜照片清楚地显示了病毒外壳中由棘突蛋白构成的“皇冠”,这正是病毒进行细胞侵袭的关键部分,同时也是结合中和抗体有效的抗原表位。

栏目主编:徐瑞哲 文字编辑:龚洁芸 图片编辑:项建英
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