马丁·摩尔的孩子们一次又一次地患上感冒。他把他们送到医生那里,医生只是告诉他除了带他们回家等待自愈之外别无他法。
这种经历让摩尔感到恼火,尤其因为他是一名病毒学家。尽管病毒学家对鼻病毒(导致大多数感冒的原因)了解了很多,他们仍然没有发明出针对它们的疫苗。
2013年,摩尔想知道自己是否可以制造一种疫苗。他咨询了一位鼻病毒专家寻求建议。然而,这位专家却告诉他:“哦,永远不会有鼻病毒疫苗——这根本不可能。”
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“我想,‘好吧,让我们来研究一下,’”埃默里大学的副教授摩尔回忆道。
三年后,摩尔和他的同事们现在研制出了一种疫苗,在对猕猴的试验中显示出令人鼓舞的结果。这些猴子能够产生针对多种鼻病毒的抗体。摩尔和他的同事们现在正在跟进这些结果进行更多的研究,并希望很快进入人体试验。
然而,他们并非孤军奋战。其他研究小组,包括大学和制药公司,也正在各自的疫苗研发方面取得进展。经过几十年的失望和无奈,科学家们认为普通感冒最终可能可以被攻克。
伦敦帝国学院的加里·麦克莱恩说:“现在有很多项目正在进行中”,他也在研究另一种疫苗。
鼻病毒在20世纪60年代初被发现,此后不久,许多研究人员试图制造针对它们的疫苗。他们很快发现鼻病毒是一个狡猾的敌人。它们已经进化成许多不同的形式,因此针对一种形式(称为血清型)的抗体通常对其他任何形式都无效。
关于人体感冒疫苗试验的最后一份报告发表于1975年。从那以后,就再也没有相关报告了。
然而,近年来,一些科学家一直在努力重新引起人们对疫苗的兴趣。他们已经证明,鼻病毒并非像以前认为的那样无害。威斯康星大学医学院研究感冒的儿科医生詹姆斯·格恩博士说:“作为一种病原体,它越来越受到重视。”
感冒给家庭带来了巨大的经济损失。由于病假和父母为了照顾孩子而待在家里,感冒估计每年从美国的工作场所生产力中耗费250亿美元。
感冒也会造成比科学家之前意识到的更大的身体伤害。当大多数人感冒时,鼻病毒会停留在他们的鼻子里。但格恩和其他人已经发现,某些类型的鼻病毒可以深入肺部。许多儿童肺炎病例被证实是由鼻病毒引起的。
鼻病毒对已经患有某些慢性疾病(如哮喘、囊性纤维化或慢性阻塞性肺疾病)的人尤其危险。即使是轻微的感冒也会引发他们肺部的炎症失控。事实证明,大多数哮喘发作都是由鼻病毒引起的。
格恩说:“鼻病毒会在某些人身上引起更多疾病,当我说‘某些人’时,我指的是很多人。”
如果患有慢性阻塞性肺病的人因感冒引发的病发而最终住院,医生可以尝试抑制炎症,但最好的治疗方法效果并不理想。麦克莱恩说:“疫苗会在一切开始之前就将其阻止。”
在过去的十年里,麦克莱恩和帝国学院的其他人在小鼠身上研究感冒,以寻找疫苗的新灵感。他们将动物暴露于鼻病毒的不同部分,以观察它们的免疫系统如何反应。
科学家在20世纪60年代和70年代测试的感冒疫苗促使免疫系统仅针对病毒外壳表面的蛋白质产生抗体。当接种疫苗的志愿者再次感染时,这些抗体可以抓住鼻病毒并召唤免疫系统摧毁它们。
这种方法的问题在于,每种血清型的表面蛋白质都有不同的形状。可以抓住一种血清型的抗体,会从另一种血清型上滑落。
但是,我们的免疫系统还可以通过另一种方式对抗鼻病毒——在它们入侵我们的细胞之后。一旦病毒进入内部,它们的外壳就会破裂,并释放出内部蛋白质和基因。然后,细胞会利用这些分子制造新的病毒。
事实证明,细胞可以抓住这些分子中的一些,并将它们推到细胞表面。这就像它们在发出家庭入侵警报。免疫细胞可以学习识别这些病毒蛋白质。它们会指示受感染的细胞杀死自己,并减缓感染。
麦克莱恩和他的同事着手基于这种警报防御机制开发一种新的疫苗。他们制造了来自鼻病毒的内部蛋白质,并将它们注射到小鼠体内。科学家们发现,小鼠的免疫系统可以学习识别这些蛋白质。如果他们将鼻病毒与小鼠血液混合,免疫细胞会积极攻击受感染的细胞。
这种方法特别令人兴奋的是,来自一种鼻病毒的蛋白质也可以引发对其他类型的反应。这是因为它们所针对的内部蛋白质从一种类型到另一种类型几乎是相同的。它们可能无法进化成不同的形状,因为那样它们就会停止发挥其必要的作用。
当马丁·摩尔开始研究感冒疫苗时,他没有像帝国学院的科学家那样尝试寻找新的策略。相反,他试图更新一种由弗吉尼亚大学科学家在20世纪70年代开创的方法。
弗吉尼亚团队挑选了10种不同的血清型,并将它们组合成一剂疫苗。
弗吉尼亚研究人员之一布鲁斯·哈莫里说:“它产生了一些抗体,但效果不是很好。” “如果你用一种不在疫苗中的毒株挑战某人,就不会有交叉保护。”
但摩尔认为这个想法是可靠的。唯一的问题是,20世纪70年代的科学家没有工具来实现它。在21世纪,这些工具现在触手可及。
许多其他科学家并不认同摩尔的乐观态度。他说:“这绝对是一场冒险。” “我们花光了所有钱,人们离开了实验室。应有尽有。但我只是觉得这是我需要做的事情。”
为了制造一种新的疫苗,摩尔需要大量的鼻病毒。他还需要大量不同类型的鼻病毒。到目前为止,科学家们已经从患有感冒的人身上识别出160种类型。
为了获得这些病原体,摩尔联系了詹姆斯·格恩。他知道格恩为了研究感冒,已经从他的病人那里收集了二十多年的鼻病毒。
格恩说:“我们可能拥有世界上最大的儿童鼻涕收藏。”
从他的鼻涕收藏中,格恩和他的同事们可以分离出许多不同类型的鼻病毒。然后,他们可以提取这些病毒的基因并存储起来。当他们想研究特定类型时,他们只需将基因注射到人体细胞中,让它们产生新的病毒。这种基于基因的方法使他们制造病毒的速度比20世纪70年代快得多,并且他们可以确保他们制造的正是他们想要的类型。
对于试验疫苗,摩尔决定将哈莫里的10种类型的疫苗增加到50种。他和他的同事们将大量每种类型的鼻病毒装入一剂疫苗中。
他们将疫苗注射到猕猴体内,然后从猴子身上抽血。当他们将病毒混合到血液中时,他们获得了对50种类型中的49种类型的强烈抗体反应。摩尔和他的同事们在《自然通讯》上发表了结果,他们现在正在进行一些额外的研究,他们希望这些研究能够为人体试验铺平道路。
同时,帝国学院团队已为其内部蛋白质疫苗申请了专利,并且也在朝着相同的方向前进。麦克莱恩说:“要说服人们拿出大量资金,你需要大量的临床前数据。我们目前掌握的已经尽可能多了。”
哪种策略会胜出仍然是一个悬而未决的问题。甚至有可能两种策略都会失败。麦克莱恩和他的同事们仍然需要证明,使用单一蛋白质的疫苗可以防止引起大多数感冒的全部鼻病毒。
麦克莱恩还想知道摩尔的50种类型疫苗在现实世界中的效果如何。麦克莱恩说:“这是一篇很棒的论文,但它并没有展示任何新东西,只是能够将50种类型的病毒装入一个小小的注射剂中。” “很好,你会得到 50 种免疫反应。这对那 50 种类型有效,但对另外 30 种类型可能无效。”
格恩同意这是一个令人担忧的问题。他说:“如果真的需要 130 种类型,那么一种疫苗的制造量将非常大。” 他说,现在为一组人量身定制摩尔的疫苗可能更有意义。
例如,似乎只有某些类型的鼻病毒对患有慢性阻塞性肺病的人构成最大的风险。科学家们可能会首先测试针对慢性阻塞性肺病的感冒疫苗。如果有效,他们可以考虑扩大规模,为更多人提供感冒疫苗。
在 40 年前放弃感冒疫苗后,哈莫里很高兴再次听到人们以这种方式谈论它。他说:“我感到非常兴奋。” “我认为人们重新回到一个多年来被搁置的重要问题上是绝对了不起的。”