斯克利普斯研究所与合作伙伴发现了一组新的能结合流感病毒血凝素多肽(HA)锚定区域并中和流感病毒的抗体(蓝色和灰色)。(图片来源:Julianna Han/斯克利普斯研究所Ward实验室)
来自斯克利普斯研究所(Scripps Institute)、芝加哥大学(University of Chicago)和西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)的科学家发现了流感病毒的致命弱点,向研发出通用型流感疫苗又迈出了一步。研究团队的报告发表在《自然》(Nature)杂志上,报告指出,虽然病毒每年都在发生变异,但一些针对病毒上长期被忽略并被研究团队称为“锚”的部分的抗体仍然能够识别多种流感毒株。
斯克利普斯研究所综合结构与计算生物学(Integrative Structural and Computational Biology)教授、共同资深作者Andrew Ward博士说:“发现病毒脆弱的新位点总是令人激动,因为它能为合理的疫苗设计铺平道路。这一结果还表明一点:即便流感疫苗研究已经进行多年并且耗费大量精力,我们依然能有新的发现。”
芝加哥大学前任教授、现威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)Gale与Ira Drukier儿童健康研究所的研究员、儿科教授、该研究的共同资深作者Patrick Wilson博士说:“确定大量不同种流感病毒共有的对抗体的敏感位点能让我们设计出受病毒变异影响更少的疫苗。我们所说的锚点抗体结合的正是这一位点。抗体自身也能被开发成为具有广泛治疗应用价值的药物。”
通常来说,每年美国有超过2000万人受到流感的影响并且有超过2000例死亡。流感疫苗通常诱导免疫系统产生能识别血凝素(hemagglutinin,HA)头部结构的抗体,血凝素是从流感病毒表面突出的蛋白质,而头部是其最容易接触到的区域,因而它也是免疫系统的良好靶点。不幸的是,它也最容易发生突变。血凝素的头部每年都在突变,这要求疫苗不断更新。
研究人员已经设计出一些更加通用的试验性流感疫苗,它能刺激身体产生针对血凝素不易突变的茎部结构的抗体,该区域如同茎干一样连接流感病毒颗粒和血凝素的头部。其中一些通用流感疫苗目前已经进入了早期临床实验阶段。
(图片来源:美国疾控中心/Unsplash)
新的研究中,科学研究合作团队明确了血样中存在的358种不同的抗体,提供血样的人要么是在通用流感疫苗一期实验中接种了季节性流感疫苗,要么是自然感染过流感病毒。
受试者血样中的许多抗体是已知能识别血凝素头部或茎部的抗体。但仍有一系列新抗体脱颖而出。它们能与茎部底端相结合,这里接近血凝素分子与流感病毒颗粒膜表面的结合点。
Ward实验室的在职科学家Julianna Han与芝加哥大学博士后研究员Jenna Guthmiller是文章的共同第一作者,他们把该区域命名为“锚点”,并且开始深入研究。最终,科学家在21个人身上发现了总共50种能结合血凝素锚点的抗体。他们发现,这些抗体能识别多种H1型流感病毒,其中包括许多季节性流感毒株。实验室测试发现一些抗体还能识别能引起大流行的H2和H5型流感病毒。在小鼠实验中,这些抗体成功抵御了3种不同类型的H1流感病毒感染。
Han说:“为了增加人们对高度变异病毒的抵抗能力,我们需要拥有尽可能多的工具。这项发现便让我们的工具箱中又多了一件十分趁手的工具”。重要的是,这些抗体在人体体内非常常见,任何一个人的身体都能产生这类抗体——这是在设计能诱导抗体生成的疫苗时的重要考虑因素。
Guthmiller补充道:“人类免疫系统已经有能力产生针对这一表位的抗体,所以我们只需使用现代的蛋白质工程方法来生产能诱导人体产生足量此类抗体的疫苗。”
(图片来源:Kristine Wook/Unsplash)
研究人员表示,未来迭代改进后的通用疫苗能够更加有目的性地诱导锚点抗体生成。研发通用疫苗的科学家在曾经并没有关注到茎部锚点是否能作为靶点之一。理想情况下,通用型流感疫苗能产生针对病毒多个部位的抗体,比如血凝素的锚点和茎部,从而增加人体对进化中的病毒的抵抗力。研究人员还计划未来研究设计一种直接针对不同流感毒株的血凝素锚点的疫苗。
翻译:陈振翀
审校:先雨
引进来源:斯克利普斯研究所(The Scripps Research Institute)