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通用流感疫苗:自组装纳米颗粒更高效广谱

2013年05月28日

  在显微镜下,这些纳米颗粒的结构看起来就像是在一个小球上伸出来八个钉刺。不过,这种其貌不扬的蛋白质纳米颗粒却可能是科学家们对付流感的最新武器:这种新型的流感疫苗比目前已经商业化的流感疫苗在效果和广谱性上更好——至少在动物试验中表现是这样的。

  新型流感疫苗模拟结构

  目前流感疫苗使用的是全失活的病毒制造,而且必须定期重新设计以适应来年最可能引发流感的病毒。不过这种新的纳米颗粒则不怎么需要定期进行升级改造,因为它们诱导产生的抗体可以中和绝大多数的流感病毒,甚至可以预防还未出现过的病毒变种。

  赛诺菲的专家Gary Nabel评论称“这带着我们踏上了开发通用疫苗的道路”。

  更强的保护

  传统的疫苗生产需要在鸡蛋或细胞培养物中进行病毒培养,对于商业化疫苗生产来说这个过程过于费事,而这种自组装的纳米颗粒则没有这个问题。“理论上,一旦流感爆发得到确认,或者一种新的季节性病毒变种开始传播,就可以快速地生产出相应的新疫苗,”牛津大学的疫苗研究专家Sarah Gilbert说道。

  研究人员主要利用了两种成分来制造这种纳米颗粒——血凝素(HA)和铁蛋白。血凝素是是流感病毒外壳上的一种主要的抗原蛋白,铁蛋白是一种铁离子转运蛋白,可自然地形成球状。通过自组装的方式,这两种蛋白质融合形成HA-铁蛋白复合物结构,这种自组装结构的核心是24个铁蛋白,外部是8条HA蛋白,这和真实的流感病毒外壳上的HA突刺类似。Nabel说:“我们创造了一种前所未有的新分子,并且它完全是自组装形成的。”

  在动物试验中,用这种纳米颗粒对小鼠进行接种而诱导产生的抗流感抗体水平是传统疫苗的34倍。Nabel认为,这是因为在这种新分子外部HA的分布密度相比真实病毒要稀疏的多,并且没有被其他的外壳蛋白所遮蔽。“免疫系统能更好地识别到它们”他解释说。

  适用于更多流感病毒

  研究人员所构建的第一个纳米颗粒所利用的HA来自于1990年H1N1流感中的病毒株,但是它们依然可以保护实验雪貂免受其他H1N1病毒株的感染。这说明这种疫苗可以预防未来的流感病毒的感染。不过,Gilbert也指出,仍然有必要构建适用于N1至N17的各种类型流感病毒的疫苗。

  这种纳米颗粒蛋白所诱导的抗体能够紧紧结合位于HA上的两个特殊位置——一个是位于HA头部用于识别宿主细胞的位置,一个是位于根部用于穿透细胞的位置,而这两个位置对于不同流感病毒株来说是相同的,因而这种抗体具有很好的广谱性。“向病毒的不同部位施压是个好主意,”Nabel说,“传统的疫苗都没有这么干过。”

  研究人员目前要做的事情就是对这种纳米颗粒进行人体试验,并开发出更经济划算的生产方法。研究人员还有更大的野心,那就是利用同样的技术——在铁蛋白组成的球体上安装蛋白——研发HIV及疱疹病毒的疫苗。

关键词:流感  疫苗  纳米颗粒  高效  广谱