科學家發現流感病毒的新致命弱點 在尋求通用流感疫苗方面取得進展

根據一項新研究,斯克里普斯研究所、芝加哥大學和西奈山伊坎醫學院的科學家們發現了流感病毒的一個新致命弱點,在尋求通用流感疫苗方面取得了進展。他們於2021年12月23日在《自然》雜誌上報告說,針對該病毒的一個長期被忽視的部分的抗體(該團隊稱之為“錨”),有可能識別各種各樣的流感菌株,即使該病毒每年都在變異。

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研究共同第一作者、斯克里普斯研究所綜合結構和計算生物學教授Andrew Ward博士說:“在病毒上發現一個新的脆弱點總是非常令人興奮,因為它為合理的疫苗設計鋪平了道路。它還表明,儘管流感疫苗研究已經進行了這麼多年和努力,但仍有新的東西需要發現。”

研究報告的共同第一作者Patrick Wilson博士說:“通過確定大量變異流感毒株所共有的抗體脆弱點,我們可以設計出受病毒變異影響較小的疫苗,”他以前在芝加哥大學工作,最近被招募到威爾康奈爾醫學院擔任兒科教授和該機構的蓋爾和艾拉-德魯基爾兒童健康研究所的科學家。“我們描述的錨形抗體與這樣的部位結合。這些抗體本身也可以被開發為具有廣泛治療用途的藥物。”

在一個典型的年份,流感會影響美國2000多萬人,並導致2萬多人死亡。抗擊流感的疫苗通常誘導免疫系統產生識別血凝素(HA)“頭部”的抗體,這種蛋白質從流感病毒的表面向外延伸。“頭部”是HA最容易接觸到的區域,使其成為免疫系統的良好目標;不幸的是,它也是最易變的區域之一。每年,HA的“頭部”經常發生變異,因此需要新的疫苗。

研究人員已經將實驗性流感疫苗設計得更加普遍,刺激人體產生針對變異較少的HA“莖部”的抗體,該柄區像莖一樣延伸到流感病毒和HA頭部之間。其中一些通用流感疫苗目前正處於早期臨床試驗階段。

在這項新的研究中,一個科學家合作小組描述了存在於人們血液中的358種不同的抗體,這些人要麼接種了季節性流感疫苗,要麼處於實驗性通用流感疫苗的一期試驗中,要麼自然感染了流感。

參與者血液中的許多抗體是已經知道可以識別HA“頭部”或“莖部”的抗體。但有一組新的抗體脫穎而出;這些抗體與“莖部”的最底部結合,靠近每個HA分子與流感病毒膜的連接處。

該研究的共同第一作者–沃德實驗室的工作人員科學家Julianna Han和芝加哥大學的博士后研究員Jenna Guthmiller–將HA的這一部分命名為“錨”,並開始進一步研究它。總的來說,科學家們從總共21個人身上發現了50種不同的HA“錨”的抗體。他們發現,這些抗體能夠識別各種H1型流感病毒,這也是許多季節性流感毒株的原因。在實驗室測試中,其中一些抗體還能夠識別大流行的H2和H5流感病毒株。在小鼠身上,這些抗體成功地保護了小鼠免受三種不同H1流感病毒的感染。

Han說:“為了增加我們對這些高度變異的病毒的保護,我們需要有儘可能多的工具。這一發現為我們的劇目增加了一個高度有效的目標。”重要的是,這些抗體似乎在人體內相當普遍,屬於任何人的身體都能產生的一類抗體–這是設計疫苗以刺激其發展的一個重要考慮。

Guthmiller補充說:“人類免疫系統已經有能力製造這種表位的抗體,所以只是應用現代蛋白質工程方法來製造一種能夠誘發足夠數量的這些抗體的疫苗而已。”

研究人員表示,未來,通用疫苗的改進迭代可以更有目的性地旨在產生錨定抗體。直到現在,設計通用疫苗的科學家們還沒有注意到“莖部”的錨區是否被列為目標。理想情況下,通用流感疫苗將導致針對病毒多個部分的抗體–如HA錨和莖部–以增加對不斷演變的病毒的保護。

研究人員正計劃在未來研究如何設計一種最直接針對不同流感病毒株的HA“錨”的疫苗。

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