通用流感疫苗只需一针即可提供终身免疫,离我们还有多远?

快速变异的流感病毒株迄今为止阻碍了开发能够一针消除所有变种的疫苗的努力,但最近的进展表明可能存在合成解决方案。西奈山医学院微生物学系主任对此进行了解释


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季节性流感的年度疫苗接种活动已经开始,吓坏了怕打针的年轻人,并让许多成年人想知道每年在手臂上扎一针是否适合他们。

近年来的研究表明,每年流感疫苗中的混合毒株以及先前接触过的流感可以在几十年后为接触过密切相关流感迭代的人提供一些免疫力。 例如,在 20 世纪 50 年代中期之前出生的人(当时 H1N1 停止传播)对最近的 H1N1 病毒表现出更好的防御能力。 但是,由于病毒非常擅长通过突变逃避人体的免疫系统,因此每年都会出现许多新的变种。 在最近与 H1N1 的斗争之后,美国疾病控制与预防中心的一个委员会在 2 月份建议,所有六个月及以上的婴儿和成人都应接种年度疫苗,这一步骤应提高对未来大流行以及季节性流感周期的免疫力。

通用流感疫苗(一种只需一针即可提供终身免疫的疫苗)的寻找已经进行了几十年,并且许多研究团队一直在研究此问题。 这项工作很复杂,因为除了几种病毒神经氨酸酶蛋白变种外,还有大约 16 种关键表面蛋白(血凝素)可帮助病毒与宿主细胞结合。(这些蛋白质是病毒名称中“H”和“N”的含义。)流感疫苗的工作原理是引入循环病毒株的灭活版本,从而训练人体的免疫系统识别和攻击未来类似的入侵者。 病毒蛋白质的变化有助于其逃避免疫系统的识别。

不同研究小组的一系列发现已经将重点放在病毒的高度保守(未突变)区域。 并且一项新研究于 10 月 18 日在线发表在《美国国家科学院院刊》上,它利用这些发现开发出一种合成疫苗,该疫苗已有效地预防了小鼠的几种不同类型的流感。 它是如何工作的?它能在人体中起作用吗?

《大众科学》采访了彼得·帕勒斯,他是这项新研究的合著者,也是纽约市西奈山医学院微生物学系主任,以了解通用流感疫苗的最新进展。

[以下是采访的编辑稿。]

那么,我们为什么每年都要接种流感疫苗?
有些病毒(例如麻疹、腮腺炎、风疹、脊髓灰质炎病毒)不会随时间推移而改变。 因此,一次疫苗接种(或一个疗程的疫苗接种)可能会持续很长时间,即使不是终身。 流感病毒的不同之处在于,它们每隔一到五年就会发生剧烈的变化。 病毒的真正变化是由于我们所说的抗原漂移和抗原转变。

但这使得疫苗生产和管理都非常复杂。 每年都必须使用监测程序,并且根据毒株的选择,我们通常每年在疫苗中包含三种流感毒株。

每年都需要更换两种或有时全部三种流感毒株。 每年都需要接种疫苗是由于病毒每年发生的这些抗原变化造成的。

来自过去疫苗接种或暴露的一些免疫力可以保护您免受季节性或流行性毒株的侵害吗?例如,一些老年人似乎已经对 H1N1 具有一定的免疫力?
新的大流行性 H1N1 实际上与以前的大流行性毒株有关。 因此,老年人比年轻人更受保护,这是一个非常不寻常的情况。 这是为数不多的随着年龄增长而变得更好的事情之一。

我们是否接近开发出一种通用流感疫苗,它可以赋予对所有流感毒株的免疫力?
可能存在通用疫苗的新理解的基础是,包括我们小组在内的几个小组鉴定并分离了单克隆抗体。 在过去一年半的时间里,人们能够鉴定出交叉反应性单克隆抗体(能够抵抗多种毒株的抗体)方面取得了一些进展。 这在以前是未知的,发现的原因是技术变得更好了。

我们能够确定这种抗体识别什么。 这种抗体识别这种保守区域,它被称为病毒血凝素的保守柄部,它就像一个蘑菇。

这些抗体是针对这种蘑菇的柄部的,通过仅使用这种蘑菇柄部,我们制作了这种柄部的合成肽。 我们能够在小鼠中证明,这种病毒能够诱导交叉反应性免疫反应。

第二个非常令人兴奋的事情是,它是一种合成肽,这使得它更容易投入使用。

与在鸡蛋中培养的传统疫苗相比,这种合成疫苗如何更容易制造?
我们只会提供病毒血凝素的保守柄部(或保守部分)。 并且这种制剂可以通过合成方法制备,仅需约 60 个氨基酸长的肽即可。 将其给予小鼠,即可诱导这种交叉反应性免疫反应。

由于流感毒株非常擅长变异,它们是否有可能进化出绕过这种疫苗的方法?
茎部(柄部区域)可能对这些变化的耐受性较低。 当然,永远不要说永远不可能,但由于我们已经看到这些区域在 50 年或 80 年内没有发生变化(当然,我在这里夸大了,但本质上它们没有发生变化),这表明病毒一直无法在那里发生变化。 因此,人们有希望病毒不太可能克服疫苗。

目前,全球可能只有 5% 的老年人接种流感疫苗,因此这种突变不太可能很快发生。 因此,这有点像抗生素:只有当您过度使用抗生素时,耐药性才会成为一个主要问题。

那么,通用疫苗可以预防大流行,例如 H1N1 甚至 H5N1 传播吗?
它们应该可以预防。 我们将提供针对每种可想象到的毒株的群体免疫。 这不是 100% 的,但它肯定会减轻任何新的大流行毒株在发病率和死亡率方面的影响,即疾病和死亡。
这些发现可以应用于其他病毒和疫苗吗?
许多病毒不会发生这种变化,因此对于这些类型的疫苗,无需进行更改,因为它们效果很好。 然而,也有一些著名的案例,例如 HIV 和丙型肝炎,它们也会发生很多变化。 寻找保守域并在疫苗中使用这些域的想法由来已久。 只是没有奏效。 如果可以识别保守区域,则始终可以对这两种病毒采用类似的方法。 我们不能使用流感病毒的保守区域来预防 HIV 或丙型肝炎。
那么,现在的研究进展如何? 我们何时可以期待看到通用流感疫苗?
我们仅在小鼠中证明了这一点,因此必须将其扩展到其他动物模型(雪貂和豚鼠)。 只有在这些实验成功完成后,我们才会考虑进入人体试验。

保护小鼠总是容易得多。 你从癌症中了解到这一点——你可以在小鼠中治愈癌症,但在人类中,这并不容易。 人们必须看看同样的方法是否也对人类有效。

我们第一次可以考虑通用流感疫苗。 显然,我们的方法仅仅是一个开始。

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