武汉大学研制出新冠广谱疫苗登《Science》子刊,可对抗持续的病毒突变!
导读 | 新冠病毒SARS-CoV-2持续累积突变,免疫逃逸能力越来越强,导致人们在接种疫苗后仍会出现突破性感染。如何提前预测病毒的进化轨迹,成为研究人员在下一代疫苗的设计中需要攻克的难题。 |
2023年1月4日,武汉大学蓝柯与徐可共同通讯在《Science Translational Medicine》杂志在线发表了研究论文,这项研究定义了54种SARS-CoV-2假病毒(包括45个单突变,8个变体和WT株)的传染性和免疫逃逸能力,并分析了SARS-CoV-2 S蛋白的进化路线。通过对2675个S蛋白的系统发育分析,该研究生成了一种通用的Span疫苗,采用最频繁的突变,可以对迄今为止所有的关切变异株和需留意变异株产生广泛有效的中和作用。
https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abo3332
新冠病毒的进化路径
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该研究首次报道了新冠病毒的进化路径,发现在人群中存活下来的病毒分离株中,新冠病毒刺突(Spike,S)蛋白的突变并非完全随机,而是沿着三条定向路径进化。
其中一条路径是突变导致高细胞感染性的同时保持弱的免疫逃逸能力(如 Delta 株和 Lambda 株),第二条路径是突变导致低细胞感染性的同时获得强免疫逃逸能力(如 Gamma 株),第三条路径的变异株数量相对较少,它们的细胞感染性和免疫逃逸能力同时增强(如 Beta 株)(图2)。这说明在大多数情况下,S 蛋白的突变对功能的调控是需要协调的,而不是简单的增强或减弱。
研究过程
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因为新冠病毒的进化路径不同,单一毒株的疫苗无法有效保护人群对抗不同进化路径上的其他变异株。为应对新冠毒株的多种进化路径,避免进化毒株发生抗原漂移和突变,武汉大学研究团队采取全新的设计策略,完成广谱疫苗免疫原Span的序列设计。
研究人员分析NCBI数据库中2675个蛋白序列的同源性,进而设计Span免疫原。小鼠实验证明,接种过Span疫苗加强针的小鼠对奥密克戎变体的致命感染具有完全保护。进一步证明了广谱疫苗对抗新冠病毒抗原漂移的重要性和可行性。通过聚类算法,武大团队筛选出五个不同进化枝的最常见突变,即D614G、del69-70、del144、N501Y和P681H。并完成Span蛋白抗原对高频突变点位的全覆盖。纳入高频突变点位后,Span疫苗可以使接种人群免受高传染性变种的危害。相比之下,高免疫逃逸变体被Span完全覆盖。
研究意义
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Span抗原不仅提高了对覆盖突变的保护,还可以提高针对未覆盖突变的中和活性。相较于Swt疫苗,Span疫苗对所有10种变体表现出更广泛的中和活性。
因此,基于新冠的共性进化突变设计的泛新冠病毒 S 蛋白免疫原(Span)有望成为预防新冠病毒现有及未来潜在流行株的广谱候选疫苗。该研究工作对这一创新的广谱疫苗设计构想进行了概念性验证,获得了优异的效果。(转化医学网360zhyx.com)
参考资料:
https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abo3332
注:本文旨在介绍医学研究进展,不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导,请至正规医院就诊。
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