《Nature子刊解析!新型疫苗或能更好抵御疱疹病毒的感染》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-11-15
  • 近日,一篇发表在国际杂志Nature Vaccines上的研究报告中,来自美国内布拉斯加林肯大学等机构的科学家们通过研究开发出了一种新型遗传编辑形式的单纯疱疹病毒(HSV),其表现或优于一种目前领先的候选疫苗。研究者发现,利用修饰的活病毒疫苗来接种豚鼠或能显著增加其机体中抵御病毒抗体的产生,当接种较强毒力的HSV时,接种疫苗的动物表现出了较少的生殖器损伤、病毒复制和较少的病毒脱落现象,而这种病毒最早非常容易进行传染。

    修饰后的病毒实际上是HSV1的一种新式,其最显著的特征是会引起口唇疱疹,实际上其表现出了一种抵御HSV2的交叉保护效应,而HSV-2特异性版本的疫苗被证实或许会更加有效;WHO估计全球有超过5亿人都携带有HSV-2,其会在机体中持续终生,而且经常会在机体处于压力下时发生爆发;除了会引起水泡外,HSV-2还会增加个体感染HIV的风险,并可能会导致阿尔兹海默病和其它形式的痴呆症。

    研究人员花费了很多年时间来研究如何预防HSV到达神经系统的安全地带,当分析一种特定的α疱疹病毒蛋白pUL37的架构特征时,他们推测,这种蛋白对于病毒沿着神经纤维移动非常重要,基于对该架构的计算机分析结果显示,pUL37蛋白的三个区域或许对于上述过程很重要;随后研究人员从每个区域的病毒基因组中移除并替换了5个密码子,他们希望这些突变能帮助阻断病毒入侵神经系统。当研究人员给予小鼠注射pUL37蛋白区域2被修饰(R2)的突变病毒时,他们发现,病毒并没有侵入神经系统,而只是停留在了神经末梢,而研究者也知道,修饰HSV或许会产生意想不到的结果。

    进一步研究后,研究者发现,R2突变的病毒作为疫苗在小鼠机体中表现良好,研究者Pickard说道,目前我们正在设计计划进行R2疫苗的设计,目前我们正在针对牲畜(特别是牛和猪)开发针对性的疫苗,从而来对抗其自身的α疱疹病毒感染。在牛群中,牛疱疹病毒会引发呼吸系统疾病,抑制食欲甚至导致母牛流产,这会造成每年数十亿的美元损失;虽然确实存在一种针对牛的改良活病毒疫苗,但其仍然会进入牛机体的神经系统,并引起疾病。

    这项研究中,研究人员所开发的R2修饰病毒并不会进入宿主神经系统,实际上其对于牛养殖业具有非常重要的应用意义;目前研究人员正在着手开展进一步的研究,他们希望能在展现出R2疫苗相比目前全行业其它疫苗的优越性的同时,还能继续获得投资进行更为深入的研究。

  • 原文来源:https://medicalxpress.com/news/2020-11-vaccine-herpes-virus.html;https://www.nature.com/articles/s41541-020-00254-8#citeas;https://news.bioon.com/article/6780818.html
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  • 《解析出疱疹病毒KSHV的三维结构》

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    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2018-01-21
    • 在一项新的研究中,来自美国加州大学洛杉矶分校的研究人员首次描述了卡波济肉瘤相关疱疹病毒(Kaposi’s sarcoma-associated herpesvirus, KSHV)的结构。这一发现解答了关于这种疱疹病毒如何扩散的重要问题,并为开发抵抗这种病毒和更加常见的爱泼斯坦巴尔病毒(EBV)的抗病毒药物提供了潜在的路线图,其中EBV存在于90%以上的成年人中,被认为具有与KSHV几乎相同的结构。相关研究结果于2018年1月17日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Structure and mutagenesis reveal essential capsid protein interactions for KSHV replication”。 在这项新的研究中,这些研究人员在实验室中证实能够开发一种抑制剂来降解KSHV。已知KSHV是在人类中导致癌症的两种病毒之一。 有八种人类疱疹病毒,它们引起广泛的疾病,从普通的唇疱疹到癌症。大多数人感染上一种或多种疱疹病毒。除非免疫系统受到破坏---在器官移植后、患上艾滋病或其他的影响免疫系统的疾病,或者在较大年龄时,不然疱疹病毒通常不会导致严重的健康问题。 KSHV是在二十世纪九十年代中期在艾滋病高发时发现的,当时有多达一半的艾滋病患者携带着这种病毒;它仍然是与艾滋病相关的最为常见的致癌病毒。在低收入国家,KSHV也对没有患上艾滋病的人产生重大威胁。比如,在非洲撒哈拉以南地区,大约有40%的人携带着这种病毒,而且卡波济肉瘤是该地区最为常见的癌症之一。 人们没有开发出疫苗或药物来预防或治疗KSHV或它引起的癌症;也没有开发出针对EBV(疱疹病毒家族的另一个成员,也是人类最常见的病毒之一)的疫苗或药物。EBV因导致传染性单核细胞增多症而为人所知,不过它也与增加的几种癌症风险以及一种被称作鼻咽癌的罕见头颈癌类型相关联。 了解疱疹病毒KSHV的蛋白外壳或衣壳的原子结构可能是开发抗病毒疗法取得的一项重要进展。这将让科学家们在KSHV的蛋白外壳中寻找特定的对这种病毒的扩散能力至关重要的靶标。 论文共同通信作者、加州大学洛杉矶分校加州纳米系统研究所成员,微生物学、免疫学与分子遗传学系教授Z. Hong Zhou说,缺乏这种原子结构描述,“确定这种病毒的基因组如何通过它的扩散来维持是不可能的。我们的研究提供这种原子描述。” 这些研究人员使用了一种新的被称作低温电镜的电子计数技术。这种技术能够让他们以前所未有的分辨率观察KSHV,这接着允许他们构建出这种病毒的三维原子结构。这种病毒由大约3000个蛋白组成,每个蛋白有大约1000个氨基酸。 论文共同通信作者、加州纳米系统研究所成员、分子与药物药理学系教授、生物工程学教授Ren Sun说,“由密集包装的KSHV基因组引起的高压力也意味着如果它的一个单位被削弱,那么它的整个结构就会分崩离析。这为药物开发提供了一种独特的优势。” Sun团队正在通过筛选可能在人体中发挥类似抗病毒作用的药物来追踪这些发现。
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    • 编译者:malili
    • 发布时间:2020-09-28
    • 近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports Medicine上题为“MedicineProgramming Multifaceted Pulmonary T Cell Immunity by Combination Adjuvants”的研究报告中,来自威斯康星大学麦迪逊分校等机构的科学家们通过研究开发了一种新型疫苗策略,其能通过利用T细胞来为机体提供抵御流感的免疫保护。 当美国科学家们开始着手研究每年的流感疫苗时,本文的研究人员则开始开发一种替代性的疫苗策略,这种新型疫苗或有望帮助人们有效抵御季节性流感的感染。文章中,研究人员描述了一种基于T细胞的疫苗策略或能有效抵御多种流感病毒的感染,这种通过鼻腔注射的实验性疫苗能通过聚集T细胞来为小鼠肺部提供持久全方位的保护效应;研究者Marulasiddappa Suresh解释道,本文研究提出了一种开发通用型流感疫苗的潜在策略,相关研究结果或能帮助理解如何在机体呼吸道中诱导并维持T细胞免疫力,研究者认为,相同的方法或能被用来应用于研究其它呼吸道病原体,包括引发COVID-19的SARS-CoV-2等。 目前市场上并没有能够进入呼吸道粘膜并通过刺激T细胞免疫力来发挥作用的人类疫苗,这种新型疫苗策略解决了目前流感疫苗开发的致命弱点,即通过利用T细胞抵御多种毒株的免疫力,来实现每年对不同流行的流感病毒的特异性抗体反应;尤其是这种新方法能利用在组织中(气管和肺部上皮细胞)驻留的T细胞(TRM cells)来对抗外来入侵的病原体,就好像精锐士兵一样,TRM细胞能作为抵御感染的前线士兵。研究者表示,此前我们并不知道如何利用安全的蛋白疫苗来诱导组织驻留的记忆细胞,如今我们有了一种新型策略,即能在肺部中刺激这些细胞来产生保护机体抵御流感病毒的入侵。一旦细胞被感染,这些记忆细胞就会杀灭被感染的细胞,从而在感染进一步进展之前有效阻断感染。 流感疫苗能通过增强机体免疫系统的功能来识别并抵御流感病毒从而发挥作用,疫苗会引入流感病毒表面的特殊蛋白,促进免疫系统产生抗体,在病毒攻击机体时及时作出反应;然而,由于必须在流感季节前预测病毒毒株从而开发疫苗,因此任何一年的疫苗或许都不能完全匹配该季节所流行的病毒毒株,而且流感病毒经常会发生突变,且会在不同时间和地区之间存在一定差异,而且疫苗的保护既不持久也不普遍。研究者Suresh指出,尽管当前人们所接种的疫苗能刺激机体产生抗体反应,但这些抗体并不能进行交叉保护,如果有一种新型流感病毒毒株没有在当年疫苗中出现的话,机体去年产生的抗体或许就无法提供保护,这时候就会发生大流行,因为有一种全新的病毒毒株出现,而机体也并没有有效抵御这种毒株的抗体。 研究人员所开发的新型疫苗能针对流感病毒中的一种内部蛋白质—核蛋白,这种蛋白在不同流感病毒毒株之间是保守的,这意味着其遗传序列在不同流感病毒毒株之间是相似的。这种新型疫苗还能利用一种特殊的佐剂组合来增强机体的免疫反应,研究者所使用的佐剂能刺激肺部中的保护性T细胞形成不同的亚型,即在实验室流感疫苗的条件下形成记忆辅助T细胞和杀伤性T细胞,这样新型疫苗就会利用多种免疫模式来发挥作用。杀伤性T细胞能追捕并杀灭被流感病毒感染的细胞,而辅助T细胞则能帮助杀伤性T细胞发挥作用,并能产生特殊分子来促进机体对流感病毒的控制,在实验室研究中,研究者发现,上述两种T细胞均能保护机体抵御流感。 通过对小鼠模型进行研究,研究者发现,这种新型疫苗能为小鼠提供持久的免疫力(接种后至少400天),同时还能抵御多种流感病毒,下一步研究者将会在雪貂和非人类灵长类动物中测试该疫苗,这两种进行流感研究的动物模型在生物学上与人类感染和传播模式更为相似。这种疫苗的佐剂作何能使其适应其它更多的病原体,这或许就扩大了疫苗研究的工具箱,目前研究者设计了多种该方法来编程靶向作用多种呼吸道病毒的免疫力,同时研究者也在检测能抵御结核病和人类呼吸道合胞病毒的相同疫苗策略。 研究者认为,同样的疫苗技术还能用于抵御SARS-CoV-2,基于COVID-19的免疫学信息,目前研究者知道这种新型的疫苗策略或许也能产生一定的治疗效用。目前研究者正在开发一种针对COVID-19的实验性疫苗策略,同时他们还进行了实验室测试来测定其在小鼠和仓鼠机体中的有效性,在小鼠机体中进行的研究结果表明,这种新型疫苗策略能刺激肺部产生抵御COVID-19的强大T细胞免疫力。 本文中,研究人员所开发的疫苗是一种蛋白质疫苗(并非活疫苗),其能安全用于那些怀孕或免疫力低下的人群中,研究者Suresh表示,近年来,疫苗研发工作已经从活疫苗转向到了蛋白质疫苗研究上,因为越来越多的人群会因化疗、放疗或HIV感染等疾病而产生免疫系统受损的表现。此前研究人员并不知道如何在没有活病毒的情况下诱导肺部产生T细胞免疫力;如今他们通过巧妙使用所开发的联合佐剂就能诱导T细胞免疫力并在肺部中产生很长的保护时间。