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未来疫苗不必打针 能像病毒一样在人群中传播

2020-03-24 作者:医学科学   |   浏览(128)

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虽然安全有效性还需进一步验证,但未来在阻止艾滋病和其他传染病的传播、提高人群免疫力以及降低公共卫生成本等方面,传染性疫苗的发展潜力不容低估。

首支全合成口蹄疫疫苗问世 可扩展至人类病毒,有助根除脊髓灰质炎 ▲口蹄疫病毒2001年暴发的口蹄疫致牲畜大量被宰杀。图片来源:JEFF J MITCHELL/REUTERS病毒学家已经设计出一种方法用于开发完全人工合成的口蹄疫疫苗。这种疫苗未来能够防止口蹄疫的暴发,同时有望带来脊髓灰质炎以及其他人类疾病的新疗法。英国沃金市皮尔布莱特研究所牲畜病毒疾病项目负责人Bryan Charleston及其同事,通过计算机模拟生成了一个口蹄疫病毒蛋白质外壳的模型,随后用合成的蛋白质成分重建了这一外壳。这种合成的外壳并不含有遗传物质,因此不会传染给动物。但它却会刺激免疫系统产生抗体,从而使宿主免遭真病毒的侵袭。2001年,在英国暴发的口蹄疫导致了近1000万只牲畜的死亡。其造成的农业及旅游业经济损失据估计约为85亿英镑,并最终达成了一个共识,即用疫苗而非大屠杀防止口蹄疫的再度暴发。然而2007年,由灭活病毒制成的一种疫苗曾在英国造成了另一场口蹄疫的暴发。如今从事这项研究的科学家表示,他们的新疫苗绝对不会恢复为一种传染性病毒,因为它根本就不含有病毒基因。同时,由于完全由人工合成,因此其在制造过程中也不会被其他活体病毒所污染。研究人员估计,这种疫苗大概还需要6到8年才可以供农民使用。然而如果这种创建疫苗的方法在放大到商业生产时被证明是成功的,则它还能够用来研制针对由相同类型的病毒导致的人类疾病的疫苗,例如手、脚以及口部的疾病这些疾病在南亚地区非常普遍,以及脊髓灰质炎在发展中国家仍有数百万人遭受着它的折磨。这篇论文的合著者、牛津大学结构生物学家David Stuart表示:病毒彼此之间都非常不同,并且每一种病毒都伴随着各自的一系列问题需要解决。Stuart如今正与世界卫生组织以及盖茨基金会合作,寻找根除脊髓灰质炎的技术。但是如果我们能够使用这种方法从而在疫苗中抛开灭活的脊髓灰质炎病毒,那将产生非常重大的影响,这是因为我们距离终结这种疾病已如此之近。较早前关于研制一种合成口蹄疫疫苗的尝试通常受挫于病毒几何形状的特殊性。脊髓灰质炎病毒和口蹄疫病毒都具有20面体的结构一个具有20个三角形的多面体。Charleston解释说:当这些三角形被剪切在一起时,其边缘便是薄弱环节。因此合成的蛋白质外壳在运输和传播过程中很容易崩溃,从而使疫苗失效。在这种新的口蹄疫疫苗中,研究人员通过用二硫键将蛋白质三角形交联在一起从而解决了这一难题。这种方法使得结构更为稳定,同时意味着疫苗并不需要冷存,且在生产和运输过程中更为廉价。研究人员日前在《科学公共图书馆病原体》上报告了这一研究成果。圣巴塞洛缪和皇家伦敦医院的病毒学家John Oxford表示,从这一角度上讲,这种革新特别重要,从而让这篇论文向前迈出了一大步。他说:这真是一篇一流的论文他们真的给整个问题赋予了一个全新的维度。牛津大学也赞同Stuart和Charleston的观点,即新的口蹄疫疫苗不会造成感染或疾病暴发。纽约州东点市美国农业部的动物疾病研究人员Marvin Grubman表示,新疫苗是一件好作品,但肯定不是非常新颖的,并指出他的研究团队曾利用传送病毒空壳的腺病毒开发了一种口蹄疫疫苗。他说,该疫苗已获准在紧急情况下可在美国使用。然而从事新疫苗研制的科学家表示,他们的疫苗并不需要注射活体病毒,因此非常适合于预防接种以及应对大规模暴发。口蹄疫是在牛、羊、猪等偶蹄类动物间传播的一种病毒性传染病,患病动物的主要症状是体温升高、口腔内黏膜及蹄部起水疱并溃烂。口蹄疫很少传染给人,但若与患病动物接触过多,人也有可能被感染。更多阅读《PLoS病原学》发表论文摘要

英国普利茅斯大学病毒学家迈克尔·贾维斯说,可传播性疫苗最有可能先用于携带病毒并可向人类传播的野生动物,这样既能阻止疾病在人类中的暴发,又能保护濒临灭绝的动物。“猿类已经被狩猎者和森林退化逼上绝路,埃博拉病毒又开始威胁着它们的生命。想找到每只动物来接种疫苗,这几乎不可能,而可传播疫苗实施更容易,效果会更好。”

当足够数量的人群接种疫苗后,获得的群体性免疫力将会阻止传染病的传播,那些没有接种的人群也会因此受益。但是,在一些偏远地区,因公共卫生设施落后,接种疫苗的人群数量太少,这种群体性免疫力很难获得。

爱达荷大学数学生物学家斯科特·纽斯迈认为,这种弱传播性疫苗虽然不能根除疾病,但能减少需要直接注射疫苗的人数,在疾病暴发期间会发挥非常重要的作用。他和同事们计算发现,这类疫苗会帮助节省大量公共卫生开支,比如仅麻疹、流行性腮腺炎和风疹疫苗,如果有可传播性疫苗替代,每年会为美国节省5000万美元。

可传播疫苗也为像防治艾滋病这类需终身服药目前又没有疫苗的病毒性疾病,打开了新的思路。

加州大学计量生物学家莱奥尔·温伯格和同事正在设计一种名叫治疗性干预颗粒的可传播性疫苗,与传统疫苗不同,其主要用于已经感染艾滋病的人群,在病人被感染细胞中,与艾滋病病毒“争抢资源”,让HIV无法得到让自己繁殖的蛋白质,从而无法传染周围细胞。这些TIPs通过干扰HIV,将血液中病毒含量降低,直至失去传染给别人的能力,并能延缓艾滋病发病的进程。温伯格表示,这些TIPs还能在复制进化方面与HIV步调一致,保持与HIV抢夺细胞内蛋白质的竞争力。

阻止野生动物传播病毒

随着人类各种活动不断缩减野生动物的栖息空间,野生动物向人类传播疾病的可能性不断增加。据统计,在埃博拉感染人群中,大约三分之一与因埃博拉病毒感染致死的巨型猿类残骸有直接接触。

在人类对抗各种传染病的进程中,疫苗为我们创造了许多不可思议的奇迹。今天,天花和风疹几乎被根除,每年数以百万人免于因感染白喉、破伤风、百日咳和麻疹而致死,背后功臣非疫苗莫属。

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