《研究综述:我们是否每年都需要COVID-19疫苗》

  • 来源专题:生物安全网络监测与评估
  • 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间:2021-04-11
  • 我们是否每年都需要COVID-19疫苗?

    尽管尚无定论,但来自Charité - Universitätsmedizin Berlin的一项研究表明,在未来几年内,答案是肯定的,但在大流行后的几年后,可能就没有必要了。研究人员比较了地方性普通感冒冠状病毒和流感病毒的进化过程。流感病毒的变异如此之快,以至于流感疫苗每年都需要更新。SARS-CoV-2不是流感病毒,而是冠状病毒。传染性更强的SARS-CoV-2变种的增加,使得至少在未来几年内,可能需要更新。研究人员重点关注了两种已知时间最长的冠状病毒,229E和OC43,评估了在大约40年时间内收集的样本中spike基因的变化。他们在《病毒进化》杂志上发表了他们的研究。

    基于突变他们观察和映射,然后这些系统发育树的H3N2相比,一个著名的流感病毒亚型,尤其擅长逃避人体免疫反应,他们能够计算SARS-CoV-2变异的可能性如此迅速和彻底,每年需要照片。他们发现,他们比较的这三种动物都有明显的阶梯状形状。

    该研究的第一作者温迪·k·乔(Wendy K. Jo)说:“这种不对称的树状结构很可能是由于一种传播中的病毒变种被另一种具有适应性优势的病毒反复替换造成的。”“这是‘抗原漂移’的证据,这是一个涉及表面结构变化的持续过程,使病毒能够逃避人类的免疫反应。这意味着这些地方性冠状病毒也会像流感病毒一样逃避免疫系统。然而,我们也必须看看这种进化适应发生的速度。”

    他们这样做了,并发现流感病毒每年每10,000个核苷酸收集25个突变,而冠状病毒在相同的时间框架内大约有6个突变,或大约比流感病毒慢4倍。SARS-CoV-2的变化速度似乎是每年每10,000个核苷酸发生约10个突变。

    “就SARS-CoV-2而言,这是好消息,”德国感染研究中心(DZIF)病毒学研究所所长、研究员克里斯蒂安·德斯滕(Christian Drosten)表示。

    肥胖和抑郁之间的联系

    尽管肥胖与抑郁和焦虑之间有联系,但这种联系并没有被很好地理解。贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的研究人员最近发现并描述了一种似乎可以解释这种联系的新型神经回路。神经回路调节肥胖和抑郁的相互控制,至少在老鼠中是这样。摄入高脂肪食物的老鼠变得肥胖,但也变得焦虑和抑郁。当研究团队从基因或药理学上纠正了有缺陷的大脑回路后,老鼠变得不那么焦虑和抑郁,随后体重也减轻了。一个意想不到的结果是,体重减轻不是由于食欲不振,而是由于老鼠对食物的偏好发生了变化。

    星形胶质细胞如何修复大脑损伤

    研究人员在Charité - Universitätsmedizin Berlin描述了一种叫做星形胶质细胞的胶质细胞在受损后如何发挥保护周围脑组织的作用。它们成为一种被称为反应性星形胶质细胞增生的防御机制的一部分,这种机制有助于疤痕的形成,并抑制炎症和控制组织损伤。星形胶质细胞还能确保紧挨着损伤组织的神经细胞存活,从而保持神经元网络的功能。其机制是控制星形胶质细胞增生的drebrin蛋白。星形胶质细胞需要drebrin来形成疤痕并保护周围的组织。Drebrin控制肌动蛋白细胞骨架的重组,这是一种维持星形胶质细胞机械稳定性的内部支架。

    特定的大脑特征与成瘾的脆弱性相联系

    意大利蒂莫内神经科学研究所(CNRS/ ax - marseille大学)的研究人员对老鼠进行了研究,发现他们可以根据大脑信号预测哪些老鼠会成为可卡因成瘾者。他们观察到大脑中一个叫做丘脑下核的特定部位的异常活动,这只发生在继续上瘾的老鼠身上。他们还认为,至少通过刺激丘脑下核,可以减少大鼠的强迫性可卡因成瘾行为。

    重新使用的关节炎药物似乎可以防止硬皮病肺部感染

    密歇根医学硬皮病项目的研究人员发现,通过将fda批准用于治疗类风湿性关节炎的抗炎药物tocilizumab(基因泰克公司的Actemra)重新使用,如果及早发现,可以预防系统性硬化症患者的肺部疾病。系统性硬化症是一种自身免疫性疾病,会导致皮肤收紧和增厚,并影响内部器官,而肺-肺疾病是硬皮病患者死亡的主要原因。然而,他们确实发现,对于某些特定的患者来说,该药物有一个机会窗口,可以阻止或防止不可逆的肺损伤,但这需要早期诊断。

    为什么COVID-19感染率如此之高

    里海大学(Lehigh University)的科学家量化了SARS-CoV-2病毒的刺突蛋白与人类细胞中的ACE2受体之间的相互作用。刺突蛋白是利用ACE2受体进入细胞的。其他研究表明,病毒的刺突蛋白与ACE2受体之间的相互作用强于结构相同的SARS- cov -1病毒的刺突蛋白与相同的ACE2受体之间的相互作用。所以问题是,为什么COVID-19的传染性更强?他们在《生物物理学杂志》上发表了他们的研究。

    他们发现的是ACE2聚糖(附着在蛋白质表面的糖基)与SARS-CoV-2之间的一种以前未知的相互作用。这似乎是病毒-细胞相互作用更强的原因,也可能部分解释了与SARS-CoV-1相比,感染率更高的原因。

    里海大学生物工程和机械工程与力学副教授X. Frank Zhang表示:“与结构相似的SARS-CoV-1相比,这种新发现的与ACE2聚糖的相互作用可能是导致COVID-19发病率更高的一个因素,后者的相互作用更弱。”“我们希望研究人员能够利用这些信息制定新战略,以识别、预防、治疗和接种COVID-19疫苗。”

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    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
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    • COVID-19如何劫持宿主细胞 德国海德堡大学(Heidelberg University)的研究人员进行了详细的成像分析,以确定导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒是如何对感染细胞进行重组的。这只需要24到48小时。他们的图像显示“感染细胞的内膜系统发生了明显而巨大的变化。”“这些系统允许细胞定义不同的隔间和位置。病毒引起膜的变化,所以它可以产生自己的复制细胞器,放大病毒基因组。研究人员将其描述为“大量气泡的聚集:两层膜形成一个大气球。”气球形成了一个屏蔽隔间,病毒基因组在这里繁殖和释放,合并成新的病毒颗粒。 海德堡大学(Heidelberg)传染病分子病毒学系教授拉尔夫·布拉滕施拉格(Ralf Bratenschlager)说:“到目前为止,我们可以预计冠状病毒将变得具有季节性。”“因此,迫切需要开发和实施针对该病毒的预防和治疗策略。” 这些变化是在感染后几小时内观察到的。因为他们相信这可能是新疗法的关键,他们表示希望3D结构信息和他们收集的其他数据能让每个人都能使用。 “我相信,我们正在与科学界共享我们产生的所有数据,这是一个先例,”海德堡电子显微镜核心设备的负责人、团队负责人Yannick Schwab说。“通过这种方式,我们可以支持研究SARS-CoV-2如何与其宿主相互作用的全球努力。” COVID-19和嗅觉 COVID-19的一个特殊特征是丧失嗅觉和味觉,影响约80%的患者。为什么,怎么做,为什么?早期有人担心它会影响中枢神经系统,但越来越多的数据表明它影响了鼻上皮。嗅觉神经元没有ACE2受体,这是SARS-CoV-2病毒感染细胞的主要方式,但支持嗅觉神经元的支撑细胞有。这些细胞参与了粘液中盐离子的平衡,神经元需要这些盐离子向大脑发送信号。当干扰时,它会关闭神经元信号和嗅觉。在最近对携带SARS-CoV-2的金色叙利亚仓鼠的实验中,支持细胞被迅速感染,但嗅觉神经元没有。但是嗅觉上皮完全脱落,影响了具有嗅觉感受器和探测气味的纤毛。目前还不清楚这种破坏是由病毒本身引起的,还是由免疫细胞对病毒的反应引起的。病毒是如何影响味觉的就更不清楚了。味觉感受器细胞也没有ACE2感受器,但舌头上的支持细胞有。 分子碘漱口水对COVID-19有效 犹他州立大学抗病毒研究所的研究人员比较了四种漱口水的抗病毒功效。美国牙科协会推荐两种,1.5%的过氧化氢和0.2%的聚维酮碘。另一种是0.12%的洗必泰葡萄糖酸盐(chlorhexidgluconate),获得了美国药学会的认可。第四种是碘国际公司(ioTech International)开发的分子碘口腔漂洗剂,也接受了测试。测试是由大学研究人员在一个3级生物控制实验室进行的。含碘分子100ppm的漱口水在30秒内完全有效。另一组即使在60秒后仍然部分有效。两种碘溶液都不具有细胞毒性。过氧化氢和洗必定葡萄糖酸洗液显示出毒性。 MMR疫苗可能对COVID-19提供保护 世界组织在佐治亚州沃特金斯维尔进行的一项新研究提供了支持证据,表明麻疹-腮腺炎-风疹(MMR)疫苗可能提供对COVID-19的保护。他们证明,在以前接种过MMR II疫苗的新冠肺炎患者中,腮腺炎IgG滴度与严重程度呈负相关。MMR II疫苗由默克公司生产,含有麻疹的Edmonston毒株、流行性腮腺炎的Jeryl Lynn (b级)毒株和风疹的Wistar RA 27/3毒株。 “在42岁以下接种过MMR II疫苗的人群中,我们发现流行性腮腺炎滴度水平与COVID-19严重程度之间具有统计上显著的负相关关系,”该研究的第一作者、世界组织主席Jeffrey E. Gold说。这进一步证明了MMR疫苗可能对COVID-19具有保护作用。这也可以解释为什么儿童的COVID-19病例率比成年人低得多,死亡率也低得多。大多数儿童在12到15个月左右接种第一次MMR疫苗,第二次接种是在4到6岁。” 解码端粒动力学 端粒是染色体的末端,由长而重复的DNA序列和结合蛋白组成。如果端粒功能失常,就不能保持染色体的稳定性,从而导致癌症等疾病。端粒缩短也与细胞死亡有关。京都大学的研究人员使用一种新的合成探针来可视化活细胞中的染色体尖端。与其他用于分析端粒的探针不同,这些探针使用了一种合成吡啶咪唑聚酰胺(PIP)探针,可以用于活细胞,不那么耗时,也不会用刺激性化学物质使DNA变性。 减少COVID-19传播的最有效战略 西蒙弗雷泽大学的研究人员开发了一个模型,以评估减少COVID-19传播的各种方法的有效性。这些包括身体距离、面具或社交泡沫。他们发现,物理距离是最普遍有效的。社会泡沫和面具更依赖于情况。这项研究创造了“R事件”的概念,即在一个事件中由一个人感染COVID-19的预期人数。这些因素包括传播强度、接触时间、个体距离和混合程度等。然后,他们从各种事件(如聚会、餐饮、夜总会、公共交通和餐馆)的爆发报告中提取数据。他们发现,被感染的可能性很大程度上取决于传播率和在特定环境中所花费的时间。高传输设置包括酒吧、夜总会和过度拥挤的工作场所;低传输设置包括带口罩的公共交通、在餐馆和户外活动时保持距离。他们还指出,在聚会、唱诗班、餐厅厨房、拥挤的办公室、夜总会和酒吧等饱和、高传播率的环境中,口罩和其他屏障可能没有那么有效。 频繁、快速的检测是造成COVID-19瘫痪的关键 科罗拉多大学博尔德分校的一项研究发现,在抗击COVID-19方面,测试频率和测试周转时间比测试灵敏度更重要。也就是说,易于获取的快速检测比高灵敏度的实验室检测更有价值,后者可能需要几天才能得到反应(或需要几天才能完成)。他们认为,每周对半数人口进行廉价、快速好转的COVID-19检测,可以在数周内几乎消灭病毒,即使它们的敏感性明显低于黄金标准的PCR检测。从本质上说,更快的数据让人们更早地自我隔离。 该研究的主要作者、科罗拉多大学博尔德分校计算机科学助理教授丹尼尔·拉尔莫尔(Daniel Larremore)说:“我们的重大发现是,当涉及到公共卫生问题时,最好是今天做一个有结果的不那么敏感的测试,而不是明天做一个有结果的敏感测试。”“与其让所有人呆在家里,这样你就可以确保一个病人不会传播病毒,我们可以让只有那些有传染性的人待在家里,让所有人都可以继续生活。”
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    • 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:2023-04-26
    • 在自然感染和全球疫苗接种运动之间,大多数人如今对导致COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2有一些免疫力。这种广泛的免疫力并没有阻止人们被感染,但是它已经抑制了COVID-19大流行病早期肆虐全球的大规模疾病和死亡浪潮。保持对这种病毒的控制需要维持这种免疫水平,这是一项艰巨的任务,因为它不断产生新的变体,可以部分地逃避疫苗和先前感染引起的抗体。 在一项新的研究中,来自美国华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员发现随着新变体的出现,更新的加强疫苗针对于增强人群的免疫力非常重要,但有一个注意事项。他们指出为人们接种针对原始SARS-CoV-2毒株的疫苗,然后再接种针对新变体的加强疫苗,可以引起广泛的抗体反应,能够中和一系列包括尚未出现的变体。诀窍是加强疫苗针对一种与原始SARS-CoV-2毒株有很大不同的变体,以至于它能引发新的和多样化的抗体产生细胞(即产生抗体的细胞,亦即B细胞)的成熟。相关研究结果于2023年4月3日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“SARS-CoV-2 Omicron boosting induces de novo B cell response in humans”。 论文共同通讯作者、华盛顿大学圣路易斯医学院病理学与免疫学副教授Ali Ellebedy博士说,“COVID-19的挑战是这种病毒不断变异。这并不是说疫苗不能引起持久的抗体反应。它们确实会引起。问题是这种病毒在变化,而现有的抗体变得不相关。我们在这篇论文中发现,有可能设计出一种针对特定变体的加强疫苗,它不只是加强人们已有的抗体,而且还激发新的抗体。这意味着,定期接种针对新变体的加强疫苗将使得人群水平的保护得以维持,即使这种病毒在不断进化。” 第一批COVID-19疫苗将重症疾病和死亡的风险降低了90%以上。但是后来这种病毒发生了变化。事实证明,对原始SARS-CoV-2毒株非常有效的抗体在识别和中和新出现的变体方面效果不佳,导致了突破性感染。Ellebedy说,显而易见的解决方案是更新疫苗,以针对新的变体,但第一批疫苗对原始SARS-CoV-2毒株的成功使得设计一种有效的针对变体的加强疫苗变得棘手。 Ellebedy说,“针对新变体的加强疫苗的全部意义在于教会免疫系统识别新变体中不同于原始SARS-CoV-2毒株的特征。但是,新变体仍然与原始SARS-CoV-2毒株有很多共同的特征,对这些共同特征的反应有可能主导对新特征的反应。加强疫苗最终可能只是激活已经存在的免疫记忆细胞,而不是创造新的记忆细胞,而这正是我们抵御新变体所需要的。” 为了衡量加强疫苗在激发新抗体方面的有效性,Ellebedy及其同事们研究了接种了针对原始SARS-CoV-2毒株的COVID-19疫苗然后接种了针对两种早期变体---Beta变体和Delta变体---的联合增强疫苗或者针对较新的Omicron变体的增强疫苗的人。 Ellebedy指出,第一批研究是令人沮丧的。这些作者观察了39名先接种了Pfizer/BioNTech或Moderna COVID-19疫苗随后接种了Beta变体和Delta变体的联合增强疫苗的人。所有参与者都产生了能中和原始SARS-CoV-2毒株以及Beta变体和Delta变体的抗体。但所研究的抗体中没有一种是对Beta变体和Delta变体独有的抗体。Ellebedy说,这类抗体的缺失表明,针对Beta变体和Delta变体的增强疫苗未能触发新的可检测到的分泌抗体的B细胞的产生。 Ellebedy说,“这令人失望,但并不令人惊讶。如果你看一下Beta变体和Delta变体的刺突蛋白的序列,它们与原始SARS-CoV-2毒株的差别其实不大。如果我们看到流感病毒毒株之间有这种程度的差异,我们会说没有理由每年更新疫苗。但是Omicron变体是一个不同的问题。” 自2021年末以来在世界范围内占主导地位的Micron变体,相对于原始SARS-CoV-2毒株,带有几十个新的突变。Ellebedy及其同事们招募了8名接受过Pfizer/BioNTech或Moderna COVID-19疫苗的人,给他们注射了仅针对Omicron变体的加强疫苗。美国疾病预防与控制中心(CDC)后来建议使用针对Omicron变体和原始SARS-CoV-2毒株的最新增强疫苗。这种二价增强疫苗于2022年秋季开始向公众提供,由Pfizer/BioNTech和Moderna公司生产。 这些作者研究了这8名参与者在增强疫苗接种四个月后提供的血液样品,发现有300多种不同的抗体能够中和原始SARS-CoV-2毒株或一种或多种变体。在这些抗体中,有六种中和了Omicron,但没有中和原始SARS-CoV-2毒株,这表明这种加强疫苗成功地触发了针对Omicron优化的新抗体的产生。其中一种新的抗体甚至中和了BA.5,这是一个现在广泛流传的Mmicron的亚变体,但在开发这种增强疫苗时还没有出现。 Ellebedy说,“这种增强疫苗激活了初始B细胞(naive B cell),并产生了新的记忆细胞,这意味着它扩大了人们的免疫组库(immune repertoire),使它们能够对更多的变体作出反应。设计增强疫苗以保持对这种不断进化的病毒的免疫力并不容易。旧的和新的变体之间的差异程度显然很重要。但是,但是如果我们谨慎选择将哪些变体包含在加强疫苗中,我认为我们可以领先于这种病毒。” 参考资料: Wafaa B. Alsoussi et al. SARS-CoV-2 Omicron boosting induces de novo B cell response in humans. Nature, 2023, doi:10.1038/s41586-023-06025-4.