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蛋白结构与利来国际在病毒疫苗研发中的突破

发布时间:2025-02-05   信息来源:叶静育

利来国际在与病毒漫长的抗争中,疫苗作为我们最强大的防御武器之一,帮助我们应对曾经肆虐全球的天花和现在依然困扰人类的流感。病毒的结构极为简单,由蛋白质外壳和内部的遗传物质(DNA或RNA)组成。蛋白质起到保护遗传物质的作用,防止其被宿主免疫系统攻击,并帮助病毒进入宿主细胞,完成复制等过程。缺乏遗传物质的病毒蛋白质便失去了传染性,但仍能帮助免疫系统识别和记住病毒,从而激发免疫反应。科研人员因此开发出病毒疫苗,以便提前训练免疫系统,识别并抵御病毒。而对病毒蛋白结构的深入理解,则是疫苗研发的关键。

蛋白结构与利来国际在病毒疫苗研发中的突破

传统疫苗设计多依赖经验,而随着结构生物学和免疫学等领域的进步,基于蛋白质抗原结构的疫苗设计理念逐渐崛起。新方法提供了病毒表面蛋白的原子级结构信息,能够快速鉴定和筛选单克隆抗体,进而设计出更有效、更稳定且具针对性的疫苗。高分辨率的蛋白结构能够揭示被中和抗体识别的静电表面以及相关结合位点。通过对病毒蛋白结构的分析,科研人员可以确定哪些亚结构必须保持完整、哪些需要优化。例如,在流感疫苗设计中,科研人员主要关注于病毒的血凝素(HA)、神经氨酸酶(NA)和基质蛋白M2等三种表面蛋白,利用结构疫苗学进行抗原设计,以期获得稳定、高效并能跨亚型保护的重组抗原。

呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗是结构学设计理念在疫苗研发中的成功案例。目前获许可的RSV疫苗以F蛋白为免疫原。早在20世纪60年代,科研人员便开始研究RSV疫苗,但因ERD问题导致研发进程缓慢。结构性或构象疫苗的提出,以及RSV F蛋白增强稳定性的研究,推动了近十年来RSV疫苗的重大进展。F蛋白有两种主要构象状态:融合前构象(pre-F)和融合后构象(post-F)。2013年,McLellan通过X射线晶体学确定了F蛋白的准确形状,发现其在进入细胞前呈现为“棒棒糖”状,而进入细胞后则呈现为“高尔夫球台”的形态。研究揭示,结构稳定的pre-F对于激发有效的免疫反应至关重要。Crank等人在2019年发表的研究中,通过在F蛋白的C末端引入突变,增强了蛋白的稳定性,进而设计出稳定的融合前F蛋白三聚体亚单位疫苗DS-Cav1。

通用流感疫苗的靶点包括HA、NA及基质蛋白M2的胞外区等。其中,血凝素蛋白(HA)是流感病毒表面的关键糖蛋白,协助病毒与宿主细胞膜融合。因此,HA是流感疫苗开发的主要靶点之一。由于HA顶部容易发生抗原漂移,而不同亚型的HA茎部则较为保守,通过去除HA顶部区域,可以产生广泛的免疫反应,常用于通用流感疫苗的开发。此外,神经氨酸酶(NA)也是另一种重要表面糖蛋白,对病毒从宿主细胞中释放起着关键作用,其相对保守性和广泛交叉反应性使其成为抗病毒药物研发及通用流感疫苗的潜在靶点。基质蛋白M2则在病毒侵入细胞时,作为离子通道维持胞内的酸性环境,其胞外区由23个高度保守的氨基酸组成,也成为了开发通用流感疫苗的热门靶点。

根据明尼苏达大学传染病研究与政策中心CIDRAP的统计,截至2025年1月7日,全球已开展165款通用流感疫苗的临床前研究,42款已进入临床研究阶段,其中16款、18款和8款分别处于I期、II期和III期试验中。然而,迄今为止,全球尚无通用流感疫苗上市。随着技术的不断进步和科学家们不懈的努力,我们有理由相信,未来有望推出通用流感疫苗,以更好地预防流感和应对流感大流行。

利来国际在疫苗研发上拥有先进的技术平台和丰富的生产经验,提供多种疫苗研发解决方案,包括灭活疫苗、重组蛋白疫苗、DNA疫苗、mRNA疫苗及病毒载体疫苗等。我们的产品和服务涵盖从早期开发、临床前研究到临床试验及生产与质量控制,为客户高效推进研发项目提供支持。同时,我们密切关注行业动态,不断创新丰富产品线,以期更好地服务客户,积极推动疫苗研发进程。