纳米医学于2021年4月16日发布COVID-19的内容。文章指出关于一种可预防COVID-19病毒和其他冠状病毒的候选疫苗已在早期动物试验中显示出有希望的结果。
候选冠状病毒疫苗是由弗吉尼亚理工大学杰出教授X.J.孟和弗吉尼亚大学健康学院教授Steven L. Zeichner共同研制的，它可以防止猪感染猪冠状病毒，即猪流行性腹泻病毒(PEDV)。
研究人员最近在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的发现。
弗吉尼亚-马里兰兽医学院生物医学科学和病理生物学杰出教授孟表示:“候选疫苗是使用一种针对冠状病毒高度保守基因组区域的创新疫苗平台开发的。”“新的疫苗平台利用一种基因组减少细菌在其表面表达冠状病毒疫苗抗原。这样的疫苗平台可以在世界各地的现有设施中以较低的成本生产，可以满足大流行的需求。”
他们的冠状病毒疫苗提供了一些优势，可以克服全球疫苗接种工作的主要障碍。这种疫苗很容易储存和运输，即使是在世界上的偏远地区，也可以利用现有的疫苗制造工厂大量生产。
蔡克纳说:“我们的新平台提供了以非常低的成本快速生产疫苗的新途径，这些疫苗可以在世界各地的现有设施中生产，这对应对大流行病特别有帮助。”
一种新的疫苗开发方法
新的疫苗生产平台包括合成指导病毒片段生产的DNA，这些DNA可以指导免疫系统如何对病毒产生保护性免疫反应。
这个DNA被插入到另一个叫做质粒的DNA小圈中，质粒可以在细菌中繁殖。然后，质粒被引入细菌，指示细菌在其表面放置蛋白质碎片。这项技术使用的是常见的大肠杆菌。
一个主要的创新是大肠杆菌的大量基因被删除了。去除细菌的许多基因，包括组成其部分外表面或外膜的基因，似乎能显著提高免疫系统识别并对放置在细菌表面的疫苗抗原作出反应的能力。为了生产疫苗，表达疫苗抗原的细菌只需在发酵罐中培养，就像酿造等常见微生物工业过程中使用的发酵罐一样，然后用低浓度的福尔马林杀死。
灭活的全细胞疫苗目前广泛用于预防霍乱和百日咳等致命疾病。世界上许多低收入到中等收入国家的工厂现在每年生产数亿剂这种疫苗，每剂1美元或更少。他说:“也许有可能让这些工厂生产这种新疫苗。由于技术非常相似，成本也应该相似。”
整个过程，从确定一个潜在的疫苗目标到产生表面有疫苗抗原的基因缺失细菌，可以在两到三周内非常迅速地进行，使该平台成为应对大流行的理想平台。
针对COVID-19
该团队的候选疫苗采取了一种不同寻常的方法，它针对病毒的刺突蛋白的一部分，即“病毒融合肽”，这在冠状病毒中非常普遍。在SARS-CoV-2(导致COVID-19的病毒)的许多基因序列中，没有观察到融合肽有任何不同，这些基因序列在大流行期间从世界各地数千名患者身上获得。
“随着各种SARS-CoV-2变种的出现，针对所有冠状病毒保守区域(如融合肽)的疫苗可能会导致广泛保护性候选疫苗。这种疫苗如果成功，将对不同病毒株具有重大价值，”孟说。他同时也是弗吉尼亚理工大学弗拉林生命科学研究所(Fralin Life Sciences Institute at Virginia Tech)新出现的人畜传染病和节肢动物传播病原体中心(Center for Emerging, Zoonotic, and arthroarthroblood Pathogens)的创始主任。
创建他们的疫苗,研究人员使用新疫苗平台,合成DNA的指令,使融合肽和工程细菌蛋白质表面的细菌,有大量的基因移除,然后成长,冠状病毒疫苗灭活细菌的候选人。
孟和蔡克纳研制了两种疫苗，一种用于预防COVID-19，另一种用于预防猪冠状病毒，即PEDV。PEDV和SARS-CoV-2(导致COVID-19的病毒)都是冠状病毒，但它们是远亲。与所有冠状病毒一样，PEDV和SARS-CoV-2有许多共同组成融合肽的核心氨基酸。PEDV会感染猪，引起腹泻、呕吐和高烧，已经成为世界各地养猪户的巨大负担。2013年，当PEDV首次出现在美国的猪群中，仅在美国就杀死了数百万头猪。
在猪身上研究PEDV的一个优点是，研究人员可以研究疫苗在其原生宿主(在这种情况下是猪)中对冠状病毒感染提供保护的能力。用于测试COVID-19疫苗的其他模型在非本地宿主(如猴子或仓鼠)或经过基因工程使其感染SARS-CoV-2的小鼠中进行了研究。猪在生理和免疫方面也与人类非常相似——它们可能是除了灵长类动物之外与人类最接近的动物模型。
孟和Zeichner在一些意想不到的结果中发现，PEDV候选疫苗和SARS-CoV-2候选疫苗都能保护猪免受PEDV引起的疾病。这些疫苗没有防止感染，但它们保护猪不出现严重症状，这与用候选COVID-19疫苗对灵长类动物进行测试时的观察结果非常相似。疫苗还使猪的免疫系统对感染产生更强烈的免疫反应。如果PEDV和COVID-19疫苗都能保护猪免受PEDV引起的疾病，并启动免疫系统对抗疾病，那么COVID-19疫苗也可以保护人们免受严重的COVID-19疾病。
下一个步骤
额外的测试,包括人体试验COVID-19疫苗之前,需要通过联邦食品和药物管理局或其他世界各地的监管机构用于人,但合作者满意的早期的成功疫苗研发平台。
孟说:“虽然动物研究的初步结果很有希望，但还需要更多的工作来完善使用不同基因组减少菌株的疫苗平台和融合肽疫苗靶标。”“在猴子模型中测试融合肽疫苗对抗SARS-CoV-2感染也很重要。”
蔡克纳补充说，弗吉尼亚大学和弗吉尼亚理工大学这两所有着著名体育竞争对手的学校之间的合作产生了如此有希望的结果，这让他深受鼓舞。
他说:“如果弗吉尼亚大学和弗吉尼亚理工大学的科学家能够共同努力，尝试做一些积极的事情来应对这种流行病，那么也许整个国家都有希望进行合作。”
