通过 帕特里夏·福斯特(Patricia L.Foster), 印第安那大学

流感不好的一年可能意味着 成千上万 在美国的死亡人数。 接种疫苗 可以保护您免受流感的侵袭,但您每年都必须努力应对 不断变化的病毒 并加满 疫苗提供的短期免疫。疫苗的有效性还取决于正确的预测,即在给定季节哪种菌株最常见。

由于这些原因,一种一次性的通用疫苗可以在多个流感季节提供持久的免疫力,并能抵抗多种菌株,这已成为科学家们的长期目标。

现在,研究人员离实现这一目标仅一步之遥。科学家最近完成了一项由重组基因技术制造的疫苗的首次人类试验,该疫苗可欺骗免疫系统攻击病毒的一部分,这种病毒变化不快,并且在不同病毒株中很常见。

我是微生物学家 对传染病感兴趣,而我也遵循了 连续数年出现季节性流感流行。我对这个消息感到兴奋,这可能标志着寻求通用流感疫苗的转折点。这就是全部的运作方式。

流行性感冒病毒的生物学

像引起COVID-19的病毒一样,流感病毒的蛋白质外壳也被脂质膜包裹。穿过膜的是三种类型蛋白质的多个副本:血凝素(缩写为HA);神经氨酸酶,缩写为NA;和基质蛋白M2

这是 HA和NA蛋白 区分不同的病毒株。您可能听说过H1N1和H3N2等菌株,它们都是 今年在美国感染人.

HA分子的形状有点像花蕾,有茎和头。一旦有人吸入病毒, HA分子头部的尖端结合 排列在人的呼吸道上的细胞表面的受体。

这种初始结合至关重要,因为它诱导细胞吞噬病毒。一旦进入内部,该病毒便开始复制其自身的遗传物质。但是复制单链RNA的酶 很草率;它可能会留下两个或三个错误,称为变异, 在每个新副本中.

有时,遗传变化如此剧烈,以致子代病毒无法生存。其他时候,它们是新的流感病毒株的开始。基于 从世界各地收集的病毒样本,与上一年的病毒相比,一年后出现的流感病毒将在HA基因中产生约7个新突变,在NA基因中产生约4个突变。这些差异是为什么相同的流感疫苗从一年到下一年效果不佳的重要原因。

抗击流感感染

当感染了流感病毒后,您的免疫系统就会产生抗体来抵御它。 这些抗体大多数与HA头相互作用 并防止病毒进入您的细胞。

但这种强烈反应有不利的一面。由于对病毒头部的免疫反应非常剧烈,因此很少关注 病毒的其他部分。这意味着即使其他病毒相同,您的免疫系统也没有准备好抵御将来感染具有不同HA头的病毒。

当前的流感疫苗是流感病毒的灭活形式,因此也可以通过诱导针对HA头的抗体来发挥作用。这就是为什么每种疫苗通常只能针对特定菌株起作用的原因。但是,随着流感的蔓延,快速的遗传变化可以产生新版本的HA头,从而可以逃避疫苗诱导的抗体。这些新产生的抗药性病毒甚至会使当前季节的疫苗失效。

HA分子的茎部分在遗传上比头部更稳定。来自不同流感株的HA茎比其头部区域更相似。

因此,保护​​人们免受不同流感病毒侵害的一种明显方法是仅在疫苗中使用HA茎。不幸的是,只用无头茎进行疫苗接种似乎并不能预防感染。

科学家目前正在追求 这个问题的不同解决方案.

一种新型的流感疫苗

由...领导的一组科学家 弗洛里安·克拉默 西奈山伊坎医学院的人类完成了第一个人类 临床试验 他们希望将是通用流感疫苗。

研究人员使用重组遗传技术创造了 具有“嵌合” HA蛋白的流感病毒 –本质上是用不同的流感病毒株制成的拼布被子。

义工 临床试验 接受了两次疫苗接种,间隔了三个月。第一剂包括灭活的H1N1病毒及其原始HA茎,但头部来自禽流感病毒。对该病毒进行疫苗接种后,会对异物头部产生轻度的抗体反应,并对茎杆产生强烈的反应。这种模式意味着受试者的免疫系统以前从未遇到过头部,但是曾经见过以前的流感疫苗或感染引起的茎秆。

第二次疫苗接种由相同的H1N1病毒组成,但带有来自不同鸟类病毒的HA头。该剂量再次引起对新头的轻度抗体反应,但对HA茎的反应进一步增强。每次接种疫苗后,受试者的茎抗体浓度平均要比其初始水平高约八倍。

研究人员发现,即使疫苗是基于H1N1病毒株的HA茎,它引起的抗体也与其他株的HA茎发生了反应。在实验室测试中,来自接种疫苗的志愿者的抗体攻击了H2N2病毒,导致 1957年亚洲流感大流行 以及CDC认为属于的H9N2病毒 对未来爆发的担忧。抗体不与更远相关的H3病毒株的茎反应。

抗体反应也持续了很长时间。一年半后,志愿者的血液中HA茎的抗体浓度仍约为试验开始时的四倍。

由于这是一个 1期临床试验 研究人员仅测试了不良反应(影响极小),并未将接种疫苗的人暴露于流感中以测试其新抗体是否能保护他们。

但是,他们确实向小鼠注射了含有抗体的受试者血清,以查看它是否可以保护他们免受流感病毒的侵害。当抗体水平高时,在接受加强注射后一个月从志愿者那里采集血清,导致小鼠暴露于病毒后比从未接种疫苗的志愿者那里获得血清的小鼠健康95%。在试验开始一年后,甚至接受从疫苗接种志愿者那里收集的血清的小鼠患病率也降低了约30%。

这些结果 证明了用嵌合流感蛋白进行疫苗接种可以对几种不同的流感病毒株提供持久的免疫力。科学家将需要 继续优化此方法 因此它适用于不同类型和类型的流感。但是,这项首次人体试验的成功意味着您可能有一天可以一枪而终,免于感染流感。



帕特里夏·福斯特(Patricia L.Foster),生物学Emerita教授, 印第安那大学

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