引起大流行的SARS-CoV-2病毒只是冠状病毒家族中许多不同病毒中的一种。这种病毒家族中的许多成员在蝙蝠等动物种群中传播，并有可能像SARS-CoV-2一样，“跳到” 人类群体中。美国加州理工学院生物学与生物工程教授Pamela Björkman及其团队正在致力于开发针对一系列相关冠状病毒的疫苗，目的是预防未来的大流行病。
如今，在Björkman实验室的研究生Alex Cohen的带领下，这个团队设计了一种基于蛋白的60亚单位纳米颗粒，该纳米颗粒上面附着了多达8种不同类型的冠状病毒的片段。当注射到小鼠体内时，这种疫苗会诱导产生对各种不同的冠状病毒---包括没有呈现在这种纳米颗粒上的类似病毒---作出反应的抗体。相关研究结果于2021年1月12日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Mosaic nanoparticles elicit cross-reactive immune responses to zoonotic coronaviruses in mice”。
这种称为嵌合纳米颗粒（mosaic nanoparticle）的疫苗平台，最初是由英国牛津大学的合作者开发的。这种纳米颗粒的形状就像是由60个相同蛋白组成的笼子，每蛋白上都有一个小的功能类似于尼龙搭扣（Velcro）的蛋白标签。Cohen 和他的团队获取不同冠状病毒的刺突蛋白（刺突蛋白在感染中起着最大的作用）的片段，并给每个片段添加可与纳米颗粒笼子上的蛋白标签结合在一起的蛋白标签。当这些病毒片段与纳米颗粒笼子结构混合在一起时，每个病毒片段上的标签都会附着在笼子上的蛋白标签上，从而使得纳米颗粒表面上呈现出代表不同冠状病毒毒株的刺突蛋白片段。
用这种纳米颗粒平台呈现8种不同的冠状病毒刺突蛋白片段，即受体结合结构域（RBD），可让小鼠产生多样化的抗体反应，这比传统的疫苗方法只呈现单一类型冠状病毒的刺突蛋白片段更有优势。疫苗接种后，小鼠随后产生的抗体能够对许多不同的冠状病毒毒株产生反应。重要的是，这些抗体对这种纳米颗粒上不存在的相关冠状病毒毒株具有反应性。这表明，通过向免疫系统呈现多种不同的冠状病毒变种，免疫系统学会识别冠状病毒的共同特征，从而有可能对新出现的有潜力引起另一场大流行病的冠状病毒---不仅仅是SARS-CoV-2变种---做出反应。
尽管该团队仍在研究这一现象背后的机制，但是这些研究结果是有希望的。下一步是研究免疫接种是否能阻止制造这些抗体的动物出现病毒感染和/或感染症状。
Cohen说，“如果我们能够证实我们的纳米颗粒技术诱导的免疫反应确实能够保护动物免受感染导致的疾病，那么我们希望能够将这项技术推进到人类临床试验中，尽管从现在到那时还有很多步骤需要进行。我们并不设想这种方法会取代任何现有的疫苗，但在面对未来新出现的病毒威胁时，手头有很多工具是好事。”
Björkman说，“不幸的是，SARS-CoV-2不太可能成为最后一种引起大流行病的冠状病毒。Cohen的研究结果表明有可能提高多样化的中和抗体反应，即便是针对这种注射型纳米颗粒上没有呈现的冠状病毒毒株，也是如此。因此，我们希望这项技术可以用于防范未来动物冠状病毒交叉进入人类。此外，这种纳米颗粒还能引起针对SARS-CoV-2的中和反应，因此如今有可能用它们来预防COVID-19以及其他具有大流行潜力的冠状病毒。”
