計算機設計的疫苗引發針對RSV的有效抗體

計算機設計的疫苗引發針對RSV的有效抗體

在2019年3月7日發表的一項研究中,在Cell中,納米顆粒配有惰性呼吸道合胞病毒或RSV蛋白。這些納米顆粒在動物試驗中引發強烈的中和抗體反應。

呼吸道合胞病毒的第一種納米粒子疫苗候選物已經在國際研究中被設計出來。RSV僅次於瘧疾,是導致全球嬰兒死亡的原因。新疫苗在小鼠和猴子中引發針對RSV的有效中和抗體。3月7日在Cell雜誌上發表的動物研究結果為人體臨床試驗鋪平了道路。

RSV在3歲時感染幾乎所有兒童。感染通常會引起輕微症狀,但在新生兒,免疫功能低下者和老年人中可能更為嚴重。在美國,RSV是一歲以下嬰兒肺炎的主要原因。

根據國家過敏和傳染病研究所的數據,RSV估計每年導致6400萬人感染並導致160,000人死亡。大約99%的RSV死亡發生在發展中國家。經過大量研究,一些候選疫苗正處於臨床前或臨床試驗階段。目前尚無RSV 疫苗可用於疾病預防。

華盛頓大學醫學院蛋白質設計研究所的研究科學家布魯克菲亞拉說:“生產一種安全有效的RSV疫苗在歷史上一直具有挑戰性,但令人興奮的新疫苗設計策略仍在不斷湧現。”該研究的主要作者。“我們希望儘快將這種候選疫苗轉移到臨床試驗中,並繼續為其他疾病生產疫苗。”

就像皮革足球從幾何圖案縫合一樣,新疫苗的核心是計算機設計的納米粒子,由不同部分製成,形狀像五邊形和三角形。每個納米粒子比罌粟種子小一千萬倍。這些納米顆粒的外部裝有惰性RSV蛋白以產生疫苗。

這些RSV蛋白是在美國國立衛生研究院國家過敏和傳染病疫苗研究中心開發的F糖蛋白三聚體的融合前穩定變體。這種被稱為DS-Cav1的蛋白質本身正在NIH作為RSV疫苗候選物的1期研究中進行評估。

計算機設計的疫苗引發針對RSV的有效抗體

Brooke Fiala(左)和Neil King在西雅圖華盛頓大學蛋白質設計研究所的實驗室裡。Fiala,King和一組國際同事正在開展RSV納米顆粒疫苗的研究。該病毒可導致嬰兒,老年人和免疫系統較弱的人患肺炎。圖片來源:Ian Haydon /威斯康星大學蛋白質設計研究所

3月7日的Cell論文作者報告說,基於DS-Cav1的納米顆粒疫苗的效力是單獨使用DS-Cav1的十倍。這一發現表明它可能轉化為更有效的疫苗,具有更持久的保護作用。

已知納米顆粒可以增強疫苗的使用效果。它們在本研究中的應用是一種稱為基於結構的疫苗設計的更大趨勢的一部分。最近,根據範德比爾特大學的約翰·T·威爾遜(John T. Wilson)在2019年2月8日的“科學”觀點,科學家已經重新利用天然納米粒子來製造艾滋病毒,丙型肝炎和其他疾病的實驗疫苗。然而,使用計算設計的蛋白質納米顆粒允許更多地控制重要的疫苗特性,例如總體大小,穩定性和呈遞給免疫系統的抗原的數量。

“這是我們使用這項技術製作的眾多候選疫苗中的第一種,”資深作者,威斯康星大學醫學院生物化學助理教授Neil King說。通過在納米顆粒外部更換蛋白質,King和他的團隊希望為HIV,瘧疾甚至癌症創造新的候選疫苗。

“我們相信計算機設計的納米粒子疫苗最終會比傳統疫苗更容易製造,更有效,”金說。“我們將繼續開發這項技術,以便我們和其他人能夠更好,更便宜,更快地製造新疫苗。我們很高興與我們的合作伙伴和合作夥伴合作,將我們在實驗室的工作轉化為實際的疫苗,以拯救生命。“

RSV疫苗團隊由瑞士貝林佐納的UW Medicine和生物醫學研究所的研究人員領導。它還包括西雅圖弗雷德哈奇癌症研究中心,瑞典斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的科學家。英國戈德爾明的疫苗製劑研究所; 位於德國耶拿的歐洲病毒生物信息中心; 瑞士洛桑大學疫苗製劑實驗室; 和瑞士聯邦理工學院(蘇黎世聯邦理工學院)的微生物研究所。

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