Nature:SARS-CoV-2疫苗競賽,金斯瑞助力國際疫苗研發

2020年1月28日,自新冠病毒首個病例出現幾周後,美國衛生與公眾服務部在華盛頓特區召開了記者會表示SARS-CoV-2感染了數千人,中國數百萬人被隔離,但沒有方法可以治療病毒。美國國家過敏和傳染病研究所(NIAID)主任Anthony Fauci表示:"我們正在考慮最壞的情況,即疫情進一步擴大。"他說,為了阻止疫情爆發並拯救生命,世界需要一種疫苗。

Nature:SARS-CoV-2疫苗競賽,金斯瑞助力國際疫苗研發

圖丨冠狀病毒SARS-CoV-2,上面覆蓋著的蛋白釘(紅色)可幫助它們與宿主細胞結合(圖片提供:Alissa Eckert和Dan Higgins / CDC)

疫情爆發已3月有餘,目前還在不斷蔓延中,在沒有特效藥的前提下,疫苗研發成為勢不可擋的趨勢,但從以往SARS和MERS的疫苗研發經驗來看,人類研發的速度始終追不上病毒傳播的速度,且疫苗開發是緩慢的,過程繁雜漫長不可控制,保守估計,一般的研發也需要2~5年,甚至更久。在寨卡病毒、埃博拉病毒和2009年豬流感的病例中,疫苗研發至少花了6個月,這仍被譽為創紀錄的速度。

所謂疫苗,是將病原微生物,經過人工減毒、滅活或者利用轉基因等方法,將“敵人”的樣貌、身份信息告訴免疫系統,由免疫系統產生一定的保護物質,如免疫激素、活性生理物質、記憶細胞、特殊抗體等。當我們下次接觸到這種病原微生物時,我們的免疫系統就能夠快速響應,製造更多的保護物質來阻止“敵人”入侵。

自1月10日,我國疾病預防控制中心向公眾數據庫公佈了新冠病毒的完整基因組序列後,這場疫苗競賽正式開啟,國際上至少已有5個研究小組正在努力開發對抗新冠肺炎的新疫苗,總部在美國的金斯瑞敏感的注意到這一點,並積極投身疫苗研發競賽中。

新冠病毒來勢洶洶,傳播速度極快,為了加快疫苗的開發,無論是位於美國的總部還是國內的公司都竭盡全力投入研發,將支持開發新冠病毒疫苗作為一項使命,時值春節假期很多研發人員取消了假期,以保持實驗室24小時運轉,僅僅兩週時間,金斯瑞就發佈了一種用於初步篩選的SARS-CoV-2檢測方法,實驗室的研究人員也在積極應對來自世界各地疫苗開發人員的基因、蛋白質和肽的需求。

Nature:SARS-CoV-2疫苗競賽,金斯瑞助力國際疫苗研發

圖丨實驗室裡的金斯瑞戰士

另外,為了加快原型疫苗的開發,金斯瑞在幾天內就能提供完整的基因。首先在半導體芯片上的一組計算機控制的鉑電極上合成數千個DNA片段,每次向每個生長片段添加一個核苷酸。在合成這些片段或寡核苷酸後,科研人員使用一種專有技術將它們縫合在一起,產生高質量的長鏈DNA,然後進行克隆和測序,以驗證沒有錯誤。

在如火如荼的研發階段,金斯瑞還收到了一家位於馬里蘭州的生物製藥公司Novavax的求助,為了加快重組納米顆粒疫苗的開發,該公司研發總裁Gregory Glenn要求金斯瑞來設計基因,然後由他們進行製造。僅僅幾周時間,Novavax就從金斯瑞訂購了SARS-CoV-2的S蛋白的全長基因。這種類似注射器的蛋白質附著在呼吸道的細胞上,並向它們注入病毒RNA。

Novavax公司致力於開發下一代嚴重傳染病疫苗,計劃將全長S蛋白基因插入一種桿狀病毒。Glenn說,當這種病毒感染實驗室培養的昆蟲細胞時,它會產生冠狀病毒S蛋白,這種蛋白被摺疊幷包裹在糖衣中,就好像是人類細胞產生的一樣。

然後,Novavax將把這種S蛋白插入膠束,一種病毒顆粒大小的人工膜系統。這種膠束顯示了一種叫做表位的突刺蛋白的一部分,這種蛋白進化很少,因此從一株冠狀病毒到另一株很相似。這些抗原決定基通常是免疫系統無法接觸到的,但在Novavax的疫苗中,它們是"赤裸裸地面對世界"。出於這個原因,它們引發了一種免疫反應,這種反應應該針對這種S蛋白的許多變體,因此可以阻止人們可能遇到的所有SARS-CoV-2的變體。

即使在今天,構建一個像S基因這樣的全長基因仍然是個高質量大工程,這很難實現,金斯瑞合成了SARS-CoV-2的全長基因,並在3天內將其交付使用。這讓Glenn不僅驚歎:"這很了不起,"。

在共同協作努力下,疫苗有望在初夏前進行臨床試驗,所有研發人員正在以極快的速度向前推進,使用DNA疫苗、信使RNA疫苗或一種稱為分子鉗的疫苗來穩定病毒蛋白,雖然不知道哪一個最終會勝出,但這場疫苗競賽仍在繼續,因為很多生命危在旦夕。

A surprising player in the race for a SARS-CoV-2 vaccine


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