您在的位置: 名家首页 > 学习交流 > 正文

对抗病毒的疫苗与抗体研究进展

发布人:  发布时间:2020年04月30日 12:58:27  浏览量:

1.研制出对抗病毒的新疫苗

⑴开发出预防西尼罗热的新疫苗。

20065月,《日经产业新闻》报道,日本长崎大学教授森田公一领导的科研小组,开发出预防西尼罗热的新型疫苗,并通过动物试验证实其功效。这是一种减毒疫苗,即用毒性被削弱、不能致病的病毒制造的疫苗。与利用死亡病毒制造的灭活疫苗相比,减毒疫苗的生产成本更低。

据介绍,用于制造新疫苗的病毒,原本是生产预防日本脑炎的动物用疫苗的原料,研究人员采用基因工程手段,把这种病毒表面的一部分,置换为西尼罗病毒的表面蛋白,制造出新型疫苗。接种该疫苗后,机体就会产生针对西尼罗病毒表面蛋白的抗体,即使感染病毒也不会发病。

研究人员利用实验鼠验证这种减毒疫苗的功效。他们为5只实验鼠接种疫苗,然后又向其体内注射西尼罗病毒。结果显示,病毒没有对它们产生致命威胁,而未接种疫苗的对照组实验鼠全部死亡。

西尼罗病毒主要由鸟类携带,经蚊子叮咬传染给人,引发西尼罗热。这种病毒的人际传染途径还包括输血、器官移植和母乳喂养等。西尼罗热发病的患者大多症状较轻,但老年人患上此病后容易并发脑炎等,使病情加重。西尼罗热目前尚无根本性的治疗方法,因此世界许多国家都在致力于开发疫苗。

⑵开发出针对朊病毒引起的鹿类慢性消耗性疾病疫苗。

20141221,物理学家组织网报道,美国纽约大学朗格尼医学中心副教授费尔南多·戈尼领导,高级研究调查员、神经学家托马斯·维西涅夫斯基参与的一个研究小组,成功开发出首个针对鹿类慢性消耗性疾病(CWD)的疫苗。鹿类这种致命的海绵状脑病,是由朊病毒传染性蛋白质造成的。朊病毒也可能在人类和牛、羊等动物身上,引发类似的脑部疾病,因此,这项成果,对于预防由朊病毒引起的人类和牲畜疾病,具有借鉴意义。

朊病毒不仅是疯牛病、羊痒病的致病元凶,人类的克雅氏病、库鲁病、家族性失眠症等,也被怀疑是朊病毒感染造成的。一些研究认为,阿尔茨海默氏症也与类似朊病毒的感染有关。

维西涅夫斯基说:现在我们发现,预防动物感染朊病毒是有可能的,那么在人类身上或许也是可行的。

慢性消耗性疾病已经感染了北美地区100%的圈养鹿,以及生活在北半球平原和森林中的大部分鹿科动物,包括野生鹿、麋鹿、驯鹿和驼鹿等。科学家们越来越担心,这种海绵状脑病可能传染给同一地区的其他牲畜,尤其是牛。该研究小组表示,如果进一步的接种实验能够成功,那么可以对少量动物(10%)注射疫苗,以诱导群体免疫,从而阻止这种疾病的大范围传播。

据报道,研究人员,使用了很容易进入肠道的沙门氏菌来制备疫苗,他们将类似朊病毒的蛋白质,插入经过减毒处理的沙门氏菌基因组中,以诱导肠道内的免疫应答,产生抗朊病毒抗体。

实验中,5只鹿接受了疫苗注射,对照组的6只则使用安慰剂。所有的鹿都被暴露于朊病毒感染的脑组织,它们也生活在一起,像野生鹿一样群体活动,这样可以让它们不断地接触朊病毒。在11个月的时间里,实验组接受了8剂增强性疫苗注射,直至它们的血液、唾液和粪便中,可检测到关键的免疫抗体。研究小组每天监测这些鹿是否出现疾病症状,每三个月对它们的扁桃体和肠道组织进行活组织切片检查,以寻找感染迹象。

不到两年,使用安慰剂的6只鹿,全部感染了慢性消耗性疾病,而注射疫苗的5只鹿中,有4只虽然也被感染,但是患病时间要晚得多,而另外一只至今仍然健康。

戈尼说:目前,我们虽然只成功地在老鼠和鹿身上,进行抗朊病毒疫苗实验,但我们预测,这种方法和概念可能会成为一项普及技术,不仅用于预防,也可能用于治疗许多朊病毒病。

2.研究阻止病毒感染抗体的新成果

⑴首次找到能阻断非典病毒的两种人源抗体。

200772,由美国国家癌症研究所,迪米特尔·迪米特罗夫领导的一个国际研究小组,在美国国家科学院学报》上报告说,他们在实验中,首次鉴别出两种能够阻断非典病毒的人源抗体。这两种来自人体的抗体,可抑制在人和动物中发作的不同株型非典病毒。

研究小组在2002年年底非典首度暴发之际,曾对非典病毒如何进入并损耗人体细胞进行了分析。此后在对非典病毒刺突蛋白的研究过程中,他们鉴别出了能抵抗非典病毒的两种人源抗体。其中一种抗体名为S230.15,是在一名非典康复患者的血液中发现的。第二种抗体名为m396,是从10名健康志愿者血液的抗体库中鉴别出来的。这两种抗体均可以附着到非典病毒刺突蛋白的受体结合域上,进而发挥效力。刺突蛋白是协助非典病毒进入人体细胞的关键工具,在抗体作用下,非典病毒在人体细胞外面不能有效与病毒受体相结合,完全失去进攻力。

研究人员首先以实验室培养的细胞为对象,测试两种抗体的抗非典病毒效果。结果证明,在抗体作用下,2002年年底和2003年下半年两次非典暴发的毒株都能被有效抑制。另外,抗体对于从果子狸身上提取的非典病毒也有效果,但要逊色于针对取自人体的病毒的效果。

接着,研究人员又以感染非典病毒的老鼠为模型进行测试,给老鼠注射其中一种抗体,并在24小时后,把老鼠暴露于来自人体或者果子狸的非典病毒环境下。结果发现,两种抗体都能保护老鼠不被来自人体的非典病毒感染,而抵抗果子狸非典病毒的效果要稍差一些。

此后,研究人员又分析了m396抗体的结构,并通过实验人为改变非典病毒受体结合域进行测试。他们认为,m396抗体对于已知所有形式的非典病毒毒株都能发挥效力。

研究人员在论文中说,同时鉴别出两种颇具效果抗体的优势在于,一旦非典病毒出现新的变种卷土重来,一种抗体假如对付不了,另外一种很可能就管用,相当于上了双保险。新成果对于研发非典疫苗或者抑制剂,可能也会有所帮助。

⑵发现治疗亨德拉病毒的抗体。

20111019,美国国家卫生研究院公布的报告显示,一种叫做m102.4的人类单克隆抗体,可以有效治疗感染亨德拉病毒的猴子,这为战胜这种致命病毒提供带来希望。

亨德拉病毒是一种罕见病毒。它最初称作马麻疹病毒,能攻击患者的肺部和大脑,死亡率高达60%,由于它具有较强的传染性而引起世人的关注。

美国国家卫生研究院等机构的研究人员,在蒙大拿州一个保护严密的实验室,为14只非洲绿猴注射了致命剂量的亨德拉病毒,其中12只绿猴随后两次注射m102.4。实验结果显示,接受治疗的绿猴全部存活,另两只未接受治疗的绿猴,在感染病毒8天后死去。

据介绍,在完成这项实验后,应澳大利亚卫生官员的请求,研究人员用m102.4,为一名妇女和她的12岁女儿进行紧急治疗。这对母女,曾因接触一匹病马而感染亨德拉病毒。她们接受m102.4治疗后,两人均获得痊愈,并且没有出现不良反应。

⑶发现人类母胎某些免疫细胞可阻止病毒感染胎儿。

201344,法国图卢兹普尔潘病理生理研究中心一个研究小组,在《公共科学图书馆·病原体》杂志上发表论文称,他们研究发现,人类母胎中的某些免疫细胞,可以阻止病毒感染胎儿。

怀孕会诱导女性子宫,发生一系列对胎儿发育极为必要的变化。受精卵着床后,子宫内膜会大量渗入一种叫做蜕膜自然杀伤细胞(dNK)的特定免疫细胞。蜕膜自然杀伤细胞能够释放出可溶性因子,帮助受精卵植入母体组织,并直接与胎盘接触,提供有利于胎儿与母体接触和交流的微环境,在妊娠期间扮演着关键角色。

此前的研究认为,妊娠期间蜕膜自然杀伤细胞的功能受到了精细的调控——专门负责保护胚胎着床,而不再作为病菌“杀手”。然而,当胎儿受到病原攻击时,这些“武装”的免疫细胞会不会被唤起本能,从而奋然抵抗保护胎儿?法国的研究人员针对这一问题,开展了相关研究。

巨细胞病毒(CMV)是一种DNA病毒,属于疱疹病毒属,其对健康成人不会触发任何临床症状,但对胎儿十分有害。孕妇妊娠期间感染巨细胞病毒可能造成新生儿患先天性巨细胞病毒感染。先天性巨细胞病毒感染可能造成胎儿死亡,在不发达国家新生儿巨细胞病毒感染率为0.9%1.3%,在中等度发达国家发病率为0.3%0.5%,在法国的发病率为0.2%0.5%,该病是全球重要公共卫生问题。孕妇感染巨细胞病毒后,该病毒会进入母亲血液,然后由胎盘感染胎儿,危害胎儿健康乃至生命。

研究人员观察发现,感染了巨细胞病毒的孕妇,其子宫内蜕膜自然杀伤细胞的表型和功能发生了变化,它能够迁移到胎盘感染的部位。通过进一步的研究,该团队证实了它在胎儿受到巨细胞病毒感染时可重新获得细胞毒性,借以杀死被感染的细胞并有效控制感染。

研究结果表明,这种免疫细胞能够保护胎儿免受母体巨细胞病毒感染,这为治疗先天性巨细胞病毒感染症,开辟了新的治疗途径。

⑷经设计的T细胞可同时对抗5种病毒

20146月,美国科学家安·利恩领导,成员来自贝勒医学院和得克萨斯儿童医院的一个研究小组,在《科学·转化医学》杂志上发表论文说,骨髓移植可以挽救成千上万人的生命,但患者在随后的几个月中容易遭受严重的病毒感染,直到他们的新免疫系统开始生效。现在,他们找到了可为这段高风险期提供保护的方法:注射一种经过特别设计的T细胞,可以同时抵御多达5种病毒。

健康人的体内有一支T细胞军队在巡逻,随时预备着识别和对抗病毒,而免疫系统受到抑制的人,如接受骨髓移植以治疗白血病或其他疾病的患者,则缺少这种保护。来自健康捐赠者的骨髓干细胞需要4个月到一年多的时间,在受捐者体内扎根并促生新的免疫细胞。如果这段时间内病人扛不住,现有的抗病毒药物也并不总是能够见效,相反还会导致很多副作用。

有一种解决方案是:从骨髓捐献者体内提取某些特定的抗病毒T细胞,将其冷冻,留待受捐者需要时使用。多年的实验证明这种方法是可行的,但要让它变成一个易于操作的治疗手段却并不容易:剂量必须针对每个供体受体对进行定制,而且只能对抗一两种病毒,耗费的时间则长达3个月。

现在,利恩研究小组,开发出一项制造这些病毒特异性T细胞的新技术,不仅速度快,对抗的目标病毒也增加到了5种。这些最容易给患者惹麻烦的病毒包括EB病毒(人类疱疹病毒4)、腺病毒、巨细胞病毒、BK病毒和人类疱疹病毒6型。据报道,他们在实验室中刺激捐赠的T细胞,以便让它们更好地识别这些特定病毒,然后再对T细胞进行大批量培育。制造和冷冻经过设计的T细胞,前后耗时不过10天。

为了检验效果,研究小组对11位接受移植手术的患者进行了治疗。其中8人为活动性感染,并且大多是多病毒感染。研究人员说,这种细胞疗法,被证明有效性超过了90%,所有病人血液中病毒几乎全都被清除了。其他3位患者手术后没有生病,但被视为高风险。利恩说,他们接受了早期剂量的T细胞作为保护,一直没有被病毒感染。

研究小组下一步将尝试利用不同健康捐赠者的细胞,创建一个银行,让所有病人都可以使用这种设计过的T细胞,免去定制剂量的繁琐。

虽然还需要大量研究来证明这套系统确实有效,但美国国家卫生研究院的干细胞移植专家约翰·巴雷特认为,利恩的技术会让这些T细胞变得更实用。

⑸利用转基因牛获得大量汉坦病毒人类抗体。

201412月,美国陆军传染病医学研究所病毒学家杰伊·胡珀领导的一个研究小组,在《科学·转化医学》杂志网络版上发表研究成果称,他们利用转基因牛,获得大量可对抗汉坦病毒的人类抗体。汉坦病毒是一种致命性疾病,主要通过啮齿动物传染给人类。至少在动物模型中,这些抗体为对抗该病毒提供了强劲的保护,从而为治疗和预防目前尚无药可治的汉坦病毒,打开了一扇新的大门。同时,利用该技术,有望制造出可对抗其他传染源的抗体。

人类利用抗体疗法治疗传染性疾病,已有100多年的历史。1912年,取自流感幸存者的血浆被注射进患者体内,而这可能为当时应对流感带来了重大转机。自此以后,来自幸存者的免疫蛋白被接种到感染者体内,以试图同拉沙热、非典型肺炎甚至埃博拉等疾病抗争。不过,要找到合格的幸存者并非易事,因为其捐献的血清中,必须含有可挽救生命的免疫蛋白。

该研究小组说,他们这项工作刚刚开始,并且需要人体测试。不过,他们进行了概念验证,证实人类抗体可在动物体内生长,并且保留了对抗病毒的活力。

没有参与该研究的新墨西哥大学传染病专家格雷戈·默茨表示:我个人对这项研究感到非常兴奋。我认为,它为治疗感染汉坦病毒的患者提供很大潜力。

该研究小组说,他们同SAB生物治疗药物公司合作培育转基因牛。当这些牛遇到抗原时,会充分产生对抗辛诺柏病毒株和安第斯病毒株的人类多克隆抗体。这两种汉坦病毒中,前者在美国西南部4州交界地区首次被分离出来,后者则在智利盛行。在智利,汉坦病毒平均每年感染55人,其中三分之一会因此死去。经过一段很长的潜伏期和数日的发烧与肌肉酸痛,病毒会攻击肺部,并且经常引发致命的急性呼吸衰竭。目前,该病尚无药可治。而实验疫苗使用起来在后勤保障上会是很大挑战,即使它们通过了临床试验。

在动物模型中生产人类抗体,是件非常复杂的事情。科学家把产生抗体必需的部分人类14号和2号染色体,同人工染色体结合,然后将其移入牛的体内,负责产生牛抗体的基因则被抑制。于是,这些牛便拥有了可产生人类抗体的免疫细胞。

随后,科学家把可对抗安第斯和辛诺柏病毒株的实验性汉坦病毒DNA疫苗,注射进含有跨染色体的牛体内。1个月后,它们便可生产出若干升对抗上述两种病毒株的高浓度人类抗体。研究人员从中提取免疫蛋白,利用它们治疗被汉坦病毒严重感染的仓鼠。这种疗法极大提高了仓鼠的生存概率。在8只感染了智利汉坦病毒株的仓鼠中,有7只得以存活,而控制组中的8只全部死亡。同时,感染了辛诺柏病毒株的8只仓鼠,有5只被救活。

尽管动物模型并不总是适用于人类,但研究小组对该成果持乐观态度。负责培育跨染色体牛项目的SAB生物治疗药物公司,生殖生理学家埃迪·沙利文举例说,来自鸟类和灵长类动物的非人类抗体,已被安全地注射进人类体内,因此人类抗体有望在一期临床试验中被证明是安全的。同时,他相信这些抗体不会在人体内停止作用。如果说有什么不同,那就是它们会表现得更好,因为它们能同人类免疫细胞更加顺畅地交流。

当然,没有什么事情是确信无疑的。在极少数情况下,一些之前的抗体疗法充当了进入宿主细胞的桥梁,帮助病毒在细胞内大量复制。胡珀说:为了真正完成概念验证,有必要开展能证明该疗法安全性的人类临床研究。如果这种材料,确实像看起来那样容易生产且是安全的,那么这将是取得突破的一种重要方法。

与此同时,美国陆军传染病医学研究所的研究人员,正在研究如何去掉牛这个中间人,从而直接把他们研制的汉坦病毒疫苗注射进人体内。不过,抗体疗法其实在一些方面更加实际。胡珀表示,每年感染汉坦病毒的患者非常少,大规模的疫苗生产项目可能没有太大意义,尤其是从经济学角度来讲。储备少剂量抗体治疗为数不多的感染者足以解决问题,而无须为大量人口接种疫苗。沙利文则介绍说,一头牛能产生大量可对抗多种病毒株的抗体,每月产量足够1000人使用。

对于任何可能的汉坦病毒疗法来说,一个巨大的挑战在于找到及时确诊该疾病的方法。在汉坦病毒进入肺部之前,感染很难被诊断。而一旦确诊,往往又为时已晚。默茨表示,有一些汉坦病毒抗体在手,可以让医务人员为与指示病例有过接触的人进行及时治疗。

⑹发现可中和登革热病毒的新抗体。

201412月,病理学家加文·思克廉屯等人组成的研究小组,在《自然·免疫学》网络版上发表研究报告,公布了一种新型的强效、应用广泛的抗体,该抗体能够中和登革热病毒。这是首次有研究揭示新抗体,能够中和所有的四种类型的病毒包括存在于蚊子体内的那种,该发现或将有助于开发出针对该疾病的有效疫苗。

登革热是一种病毒感染,通过蚊子迅速传播,每年约有4亿人感染。登革热的地域性传播一直在持续扩大,威胁到南美洲跟澳大利亚,据称有可能蔓延到欧洲南部。感染登革热病毒其中的一种,即使身体痊愈后,也只是对感染的这种病毒有终身免疫效果,对其他种类的登革热病毒没有免疫作用。此外,由于登革热病毒的外壳,在其生命周期内会产生巨大变化,所以抗体对病毒的识别也是很复杂的。因此,掌握了解人体在感染登革热病毒后的免疫反应和注射疫苗后的反应是急需的。

该研究小组,分析了一批从登革热患者体内获取的单克隆抗体。他们发现,一种新型的抗体能够高效中和该病毒。该抗体能够,与一种新发现存在于所有登革热病毒包膜内的抗原表位相结合。

在实验室检测中,研究人员发现该抗体能够识别该抗原表位,并可有效中和昆虫与人体细胞内的病毒。该项发现,让高效、具有广泛应用的抗体开发,转变为疫苗的现实目标成为可能,并为研制通用的登革热疫苗开辟了途径。