2020年7月28日讯/生物谷BIOON/---针对快速开发数十亿剂救命的COVID-19疫苗的需求，来自美国德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员在一项新的研究中成功地重新设计了新型冠状病毒SARS-CoV-2的一种关键蛋白，这种改造可以使得全世界更快更稳定地生产疫苗。相关研究结果于2020年7月23日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Structure-based design of prefusion-stabilized SARS-CoV-2 spikes”。论文通讯作者为德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学系副教授Jason McLellan、德克萨斯大学奥斯汀分校分子生物科学系副教授Ilya Finkelstein和德克萨斯大学奥斯汀分校化学工程系教授Jennifer A. Maynard。论文第一作者为McLellan实验室博士后研究员Ching-Lin Hsieh。
大多数冠状病毒候选疫苗都会训练人类免疫系统识别SARS-CoV-2病毒表面的一种关键蛋白，即刺突蛋白（S），以对抗感染。这些作者设计了这种蛋白的一种新版本，当在细胞中表达时，它产生的蛋白数量是早前已在多种COVID-19疫苗中使用的合成刺突蛋白的10倍。他们还与美国国家卫生研究院的同事们一起设计了在目前进入美国临床试验的至少两种COVID-19候选疫苗中发现的早期版本的刺突蛋白。
McLellan说，“根据疫苗的类型，这种改进的刺突蛋白版本可以减少每剂疫苗的剂量，或者加快疫苗生产。无论哪种方式，都可能意味着更多的患者可以更快地获得疫苗。”
这种称为HexaPro的新蛋白版本也比这些研究人员早期开发的刺突蛋白版本更稳定，这应该使得它更容易存储和运输。即使在热应激下、在室温下储存期间和经过多次冻融，它也能保持其形状。这些特性是一种强效的疫苗所需要的。
比尔和梅林达-盖茨基金会为了让低收入国家的人们能够获得疫苗，通过拨款为这种技术的开发做出了贡献。拥有不同平台技术的疫苗公司将有能力测试和进一步开发使用HexaPro的COVID-19疫苗。McLellan还表示，合作伙伴有兴趣将这种技术的使用范围扩大到发展中国家的人们。McLellan说，“生活在发展中国家的40亿人将需要获得疫苗，就像我们所有人一样。”
HexaPro还可以用于COVID-19抗体测试，在这种测试中，它将作为探针来识别患者血液中是否存在抗体，这可表明一个人之前是否感染过这种新型冠状病毒。
这些研究人员早期开发的初始刺突蛋白版本构成了目前正在进行人类临床试验的候选疫苗的基础，包括Moderna公司的mRNA-1273和Novavax公司的NVX-CoV2373。
对于诸如mRNA-1273之类的基于核酸的疫苗而言，利用患者自身的细胞来制造引发免疫反应的病毒蛋白，然而这种改进的刺突蛋白版本可能需要更小的剂量来引起患者相同的免疫反应。对于诸如NVX-CoV2373之类的含有实际病毒蛋白作为抗原的亚单位疫苗（subunit vaccine）而言，可以在相同的时间内生产更多的疫苗剂量。无论哪种方式，从生产的角度来看，这都意味着可以加快获得拯救生命的疫苗。
这些研究人员借鉴他们构建稳定化的蛋白作为针对MERS-CoV（导致中东呼吸综合征的冠状病毒）和其他病毒的疫苗的经验，确定了针对SARS-CoV-2刺突蛋白的100种不同的修饰，他们认为这些修饰可能会导致一种更稳定、更高表达的刺突蛋白版本。接下来，他们通过将每种刺突蛋白版本的基因蓝图导入到不同的人类细胞培养物中，从而构建出100种不同的刺突蛋白版本。在这100种刺突蛋白版本中，有26种更稳定或表达量更高。
这些研究人员随后将选择了其中的4种有益的修饰，加上来自他们早前设计的初始稳定化的刺突蛋白中的两种修饰，并将它们组合在一起，从而构建出粗HexaPro。当他们将这种改进版本的刺突蛋白的基因蓝图插入到人类细胞培养物中时，细胞产生的蛋白数量是它的初始蛋白版本的10倍。
