SARS-CoV-2的進化史導致一種通用疫苗已經在動物模型中進行測試 _進化

SARS-CoV-2 S蛋白進化被用于指導Span序列的設計。（A） NCBI數據庫顯示了2675個S蛋白氨基酸序列的系統發育樹。（B）分析的氨基酸序列中前五位突變和E484K突變的比例。（C）全長SARS-CoV-2 S蛋白的線性圖，Span突變為紅色。（D和E）使用MEGA 10.0的鄰居連接方法構建系統發育樹，并以矩形（D）或放射狀（E）顯示。Span抗原以紅色突出顯示（Span線被放大10倍以顯示）。版權：科學轉化醫學（2023）。DOI:10.1126/scitranslmed.abo3332
據Delthia Ricks , Medical Xpress：中國科學家從SARS-CoV-2本身的進化史中汲取靈感，研制出了一種新疫苗，至少在動物模型中，該疫苗可以提供對抗奧密克戎及其一系列亞變體的保護。
盡管早期的SARS-CoV-2疫苗和加強劑非常成功，但病毒進化和免疫逃避的出現使得后續疫苗更難生產。疫苗學家一直在問：我們如何跟上快速發展的病原體？新冠病毒似乎總是領先幾步，尤其是現在，奧密克戎亞變異株繼續進化出更強的免疫逃逸能力。
科學家表示，盡管mRNA疫苗在過去兩年中已成為非常寶貴的工具，但仍需要更多的疫苗方法。
事實證明，病毒刺突蛋白的區域在最近的SARS-CoV-2變體中保持高度保守。這些保守區域是真正的進化數據目錄，可以用來制造下一代疫苗。刺突蛋白是與人類ACE-2受體結合以引發感染的病毒的商業端。
為了解決免疫逃逸這一關鍵問題，并開始研發新疫苗的艱巨任務，趙永亮博士和中國武漢大學病毒學國家重點實驗室的同事們希望用一種新型疫苗來減弱亞變異株在未來的影響。
他們已經在實驗室小鼠中測試的實驗疫苗是基于刺突蛋白的保守區域，這意味著疫苗與很少突變的刺突部分緊密相連。
武漢團隊正在悄悄地對他們的研究表示樂觀，他們希望這項研究將成為未來疫苗的典范，一種泛保護性免疫——一種預防現有變異和未來可能出現的威脅的通用疫苗。當前疫苗的一個關鍵問題是，雖然它們可以預防嚴重疾?。擄姹鏡牟《?nbsp;，如奧密克龍（omicron）不斷增加的亞變體，可能會越過免疫系統的防御。
趙和來自武漢多家研究機構的一組合作者通過詢問SARS-CoV-2的進化軌跡，開始研發新疫苗。作為研究的關鍵部分，他們分析了1100多萬個SARS-CoV-2序列，以及54個SARS-CoV-2假病毒和變種的傳染性和免疫逃逸能力。
實驗表明，病毒刺突蛋白并非隨機進化，而是朝著高傳染性與低免疫逃逸或低傳染性與高免疫逃逸相結合的方向進化。
基于此，該團隊設計了一種以名為Span的新工程抗原為中心的疫苗。名稱中的字母“S”代表“spike”，如病毒刺突蛋白，“pan”來自希臘語，意為“all”，指的是針對所有刺突蛋白的疫苗。從另一個角度來看泛，將其與希臘語單詞demos的一個版本結合起來，后者意味著人，你會患上“大流行” ，這是一種影響所有人的疾病。
趙和他的同事在《科學轉化醫學》雜志上寫道，研發試驗性Span疫苗并不容易。“SARS-CoV-2繼續積累突變以逃避免疫，導致接種疫苗后出現突破性感染，”Span疫苗研究的主要作者趙先生斷言。
“研究人員如何在設計下一代疫苗時提前預測病毒的進化軌跡，需要進行調查，”趙繼續說道。“在這里，我們對11650487個SARS-CoV-2序列進行了全面研究，這表明SARS-CoV 2刺突蛋白不是隨機進化的，而是進化成高傳染性+低免疫抗性或低傳染性+高免疫抗性的定向路徑。”
Span抗原結合了迄今為止在所有主要變體中以高頻率發現的氨基酸殘基，使其能夠抵抗進化上不同的譜系。到目前為止，當在實驗室中給動物模型接種疫苗時，Span疫苗已經產生了針對各種SARS-CoV-2變體的中和抗體。
趙和合作者測試了創新的斯潘疫苗，同時測試了一種由野生型刺突蛋白制成的疫苗，這種蛋白缺乏斯潘的進化嫁妝。研究人員發現，接種Span疫苗后，免疫反應比接種野生型刺突蛋白疫苗更有效。在本例的動物模型中，當注射Span疫苗時，小鼠完全免受奧密克戎變體的影響。
根據趙的說法，武漢團隊需要對疫苗的有效性進行額外測試，以對抗最近出現的奧密克戎亞變體，特別是最近幾個月出現的亞變體。研究人員還警告說，接種Span疫苗需要在動物模型（而不是實驗室小鼠）中進行更多的測試，以更好地了解疫苗的優點和缺點。趙總結道：“在將這種疫苗轉化為（人類）臨床試驗之前，有必要加入更多的動物模型。” 。