科學家也許將帶來萬能的感冒疫苗

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  冬天總與許多疾病掛鉤在一起,而其中影響最為廣泛的,或許就是感冒了。可不要小瞧這個看似普通的疾病:倘若得不到及時的治療,感冒可能會帶來包括肺炎與心髒病等並發症;而患有心力衰竭、糖尿病或哮喘的患者,病情也有可能在感冒期間加重。

  感冒不單讓人感覺乏力,還會引起一系列健康隱患

  更糟糕的是,我們迄今沒有一項有效的預防方法。由於感冒病毒非常多樣,一種疫苗往往隻對一部分病毒起效,而對其他的全無用處。這也是為何每年在接受疫苗後,依然有罹患感冒風險的原因。

  然而,這一情況有望在近期得到扭轉。在幾名科學家的努力下,一種萬能的感冒疫苗,也許就快問世了。

  一類狡猾的敵人

  科學家們發現,大多數感冒由鼻病毒(rhinoviruses)引起。盡管鼻病毒早在50多年前就已經被發現,針對它的疫苗卻一直難產——上一篇關於鼻病毒疫苗的論文還要追溯到1975年。此後很長的時間里,雖然其他疾病領域的進展日新月異,但鼻病毒疫苗的研發一直處於空白。

  這是因為鼻病毒是一類狡猾的敵人:它的突變的速度很快,會在短時間內進化出多種不同的亞型。針對某種亞型的疫苗雖然有效,卻無法做到面面俱到。

  埃默里大學的馬丁·摩爾教授想要帶來全新的感冒疫苗

  這讓許多病毒學家們感到窩火,埃默里大學(Emory University)的馬丁·摩爾(Martin Moore)教授就是其中之一。作為一名呼吸道疾病的專家,同時也是一名兒童疾病的研究者,馬丁深知感冒的潛在危害。然而,當他自己的孩子患上感冒時,醫生卻總是告訴他“回家安心休養,等感冒自己好起來。”馬丁對自己的束手無策感到極為不滿。

  沒有疫苗,為什麼不造一支疫苗呢?馬丁在2013年拜訪了多名鼻病毒領域的權威,詢問這一可能,卻沒有得到想要的結果——“喔,從來沒有鼻病毒的疫苗,這是不可能的”,權威們這樣和馬丁說。

  “好吧,讓我們走著瞧”,馬丁回想起當時的情形說。

  世界上最大的兒童鼻涕庫

  在得到權威們的否定後,馬丁決定自行研發鼻病毒疫苗。他的思路非常直接:既然單種疫苗只能針對單種病毒亞型,那為啥不把多種疫苗組合到一起呢?在文獻中進行了一番搜索後,他發現美國弗吉尼亞大學(University of Virginia)的科學家們早在上世紀70年代就已經嚐試過了這一策略。當時來自弗吉尼亞大學的團隊製造了一支能針對10種病毒亞型的疫苗,卻沒有取得理想的結果。

  鼻病毒是一類容易產生突變的病毒

  “它能夠產生一些抗體,但不是非常好,”一名研究人員回憶道:“對於不包括在疫苗內的病毒株,這款疫苗起不到交叉保護的作用。”

  但馬丁認為40多年來的科學進展,足以讓這一古法獲得新生。目前,科學家們已經從人群中鑒定出了160種鼻病毒。為了讓新疫苗對更多的病毒亞型起效,馬丁需要獲得這些鼻病毒,並把它們組合到一針疫苗內。

  為了獲得這些病毒,馬丁聯系了威斯康辛大學醫學院(University of Wisconsin School of Medicine)的詹姆斯·格恩(James Gern)教授。在過去的20年間,詹姆斯一直從他的患者身上搜集和分離鼻病毒。在需要時,隻要將病毒注射入人類細胞,就能獲得大量的實驗材料。

  詹姆斯·格恩教授為馬丁提供了大量援助

  “聽起來有些惡心,但我們可能擁有世界上最大的兒童鼻涕庫。”詹姆斯說。

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  由於這個病毒庫的存在,馬丁能更快地獲得自己想要的病毒。更關鍵的是,他能精確地獲得需要的病毒亞型。“這真是比以前好多了!”馬丁說。

  《自然》雜誌在線發表了中國疾病控製中心傳染病所研究員張永振團隊的學術論文《無脊椎動物RNA病毒圈的重新界定》。

  這項始於2011年的研究發現了1445種新的RNA病毒,極大豐富了RNA病毒多樣性,並從遺傳進化的角度揭示了RNA病毒發生和進化上的基本規律。

  其中一些病毒與現有已知病毒的差異性之大,以至於需要重新被定義為新的病毒科。

  根據國際病毒分類委員會的統計,目前已確認的DNA病毒和RNA病毒共有2284種。

  此次張永振團隊研究發現的新病毒數量很多,不僅充實了病毒的“數據庫”,還填補了病毒進化上的主要空缺。同時也改變了病毒學的傳統觀念,為認識生命的起源進化提供了新的基礎。

  張永振在接受科技日報記者采訪時表示,自己在幾十年的病毒研究中,一直致力於解析新發現病毒與已知病原體間的關係,發現其傳播規律及其對人的致病性。

  這有助於在我國新發、突發傳染病的防控中提高對未知病毒的檢測與篩查,也有助於提高我國由不明原因引起的傳染病臨床診斷能力,及早確認病原體,從而做到針對性治療。

  張永振說,下一步他將與醫院合作,將最新發現用到臨床診斷中,為研究診斷試劑、疫苗提供幫助。

  中國疾控中心副主任、中國科學院院士高福說:“這些發現對病毒預警、預測有重要作用,與人類健康息息相關”。

  近日,來自布萊根婦女醫院的研究人員通過研究發現了兩個治療動脈疾病(比如動脈粥樣硬化)的潛在藥物靶點,通過利用蛋白質組學對大量分子進行篩選。

  研究者鑒別出了兩種PARP家族蛋白:PARP9和PARP14,這兩種蛋白或許能夠作為巨噬細胞激活的調節子,而巨噬細胞的激活同動脈疾病的發生直接相關,相關研究刊登於國際雜誌Nature Communications上。

  雖然巨噬細胞的激活機製至今仍然沒有被完全闡明,此前有研究表明,巨噬細胞在動脈粥樣硬化和其血栓並發症發生過程中扮演著重要作用。

  本文中研究者Masanori Aikawa博士及其同事在蛋白質水平上對動脈粥樣硬化進行了研究,來確定到底是哪種分子參與了巨噬細胞的調節。

  最後研究者將目光鎖定到了兩種蛋白質上,他們沉默了巨噬細胞中每一種基因的表達,結果發現,抑製PARP14或許就能夠增加巨噬細胞的表達,同時抑製PARP9就會產生相反的效應。

  研究者希望這種基於假設產生的方法能夠簡化藥物開發的漫長過程;

  同時他們還利用了一種系統性的方法,而這取決於網絡分析,這種分析就能夠幫助預測哪種通路很有可能會控製所研究的效應以便研究者能夠優先考慮這些途徑。

  下一步研究者Aikawa和其同事計劃繼續深入研究來開發治療動脈粥樣硬化及其相關疾病的靶向性療法。

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  Aikawa說道,巨噬細胞的激活不僅在動脈疾病發病過程中發揮著重要作用,而且對於研究多種炎性疾病及自身免疫疾病也至關重要;

  本文的研究結果或許能為我們提供重要的線索來闡明動脈粥樣硬化相關疾病的發病機製,同時幫助開發更多的新型療法。

  在詹姆斯的幫助下,馬丁與他的同事們研發出了一種新的疫苗,針對的鼻病毒亞型從最初的10種增加到了50種。當他們將疫苗注射到了獼猴體內後,檢測了強烈的抗體反應——在血液中,他們發現了針對高達49種鼻病毒亞型的抗體,這極大地驗證了這一思路的可行性。這篇重量級的文章,也發表在了《Nature Communications》上。

  由外而內的研發新策略

  在英國,另一支科研團隊則在嚐試一種完全不同於以往的新策略。

  與馬丁“以數量取勝”的研發策略不同,倫敦帝國學院(Imperial College London)的加里·麥克萊恩(Gary McLean)教授將目光投向了鼻病毒的內部,而這利用了鼻病毒本身的特性。

  病毒會利用細胞進行自我複製,這給了科研人員抓住它們核心的機會

  在鼻病毒進入細胞後,它們會將外殼打開,暴露出內部的蛋白和基因,而人體的細胞會基於這些分子,製造新的病毒。但在這過程中,細胞會把這些分子遞呈到表面,以進行新病毒的包被。換句話說,在鼻病毒的生活周期中,它的內部蛋白有一瞬間會暴露在外。

  這個發現意義重大。盡管不同鼻病毒亞型的外殼長得千奇百怪,但內部的蛋白由於要行使特定的功能,結構上要保守得多。也就是說,一種鼻病毒亞型的內部蛋白,能激發免疫細胞對其他亞型的響應。

  “一支疫苗就可以阻止它的腳步。”加里興奮地說道。

  加里·麥克萊恩教授想從殼內病毒入手,研究新型感冒疫苗

  在這個思路的啟發下,加里和他的同事們開始著手研發新的疫苗。他們提取了一批鼻病毒的內部蛋白,並把它們注射到小鼠體內。實驗結果發現,免疫系統可以學會識別這些蛋白,並對受感染的細胞展開瘋狂攻擊。

  在這些結果的激勵下,倫敦帝國學院的團隊申請了殼內蛋白疫苗的專利,並且決定在此方向上繼續前進。“你需要很多臨床前的數據,才能說服人們投入大量資金參與,”加里說道:“而我們現在已經拿到了所有我們可以取得的。”

  後記

  在沉寂了幾十年後,我們欣喜地看到,感冒疫苗領域又迎來了新的重要進展。

  雖然這兩支團隊采用了截然不同的研發思路,但在早期的實驗中,這些新疫苗都取得了令人振奮的結果。更關鍵的是,他們並不是孤軍奮戰。近年來,人們更好地意識到感冒帶來的重大影響——在美國,由於職工請假照顧孩子造成的經濟損失高達250億美元;

  感冒在抵抗力較弱的人群中會引起更為複雜的並發症,消耗醫療資源。因此,更多的科研機構或醫藥公司也正在進行感冒疫苗的研發。在不久後,我們也許就能聽到這些疫苗進入人體試驗的消息。

  “我非常的激動,”一名四十年前參與弗吉尼亞大學疫苗研發的研究人員說道:“我認為這是非常棒的一件事情,人們在放棄了很多年之後,又開始重新面對這個重要的問題了。”

  我們期待在眾人的推動下,感冒疫苗的研發能夠高歌猛進,帶領我們早日取得抗感冒戰爭的勝利。

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