何大一PNAS文章：突破人用禽流感疫苗障碍

　　

台湾中央研究院基因体研究中心的禽流感DNA疫苗研究成果，最近登上美国国家科学院期刊(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, PNAS) ，获得国际高度重视。

 

禽流感DNA疫苗由翁启惠院长与何大一院士共同主持，并在陈铃津特聘研究员及郑婷仁研究助技师的合作下所完成，该DNA疫苗针对导致禽流感的H5N1病毒，研发出DNA疫苗，通过动物实验证实该DNA疫苗对小鼠身上不同类型的多种禽流感病毒，有极佳的保护力。 这个研究可望日后发展成预防多种流感病毒的疫苗，也替禽流感可能造成人类致命性威胁的大流行提供可靠的DNA疫苗。

 

血凝素(Hemagglutinin，简称为HA)，是禽流感病毒外膜上的一种蛋白分子，是识别宿主以及引发免疫反应的关键之一。 不同的HA会辨认不同的宿主，而使得病毒可以感染不同的动物体。 例如，H1、 H3就是二种主要人类流感病毒上的HA蛋白。  H5N1可怕之处，就在于虽然目前H5只能辨认禽鸟类细胞，也使得大多数H5N1的感染只发生在禽鸟类，但是H5可能突变跨越种间障碍而可辨认人类细胞，使得H5N1成为可以感染人类的病毒。

 

研究小组分析数百种全球各地禽流感病毒株的HA序列后，找出这些HA序列片段中共有的序列片段，设计出一个共同的关键性的新HA序列片段，命名为“Consensus HA”。 然后，运用基因工程技术，合成Consensus HA的基因片段，再将这个病毒基因注射到小鼠体内。

 

实验结果显示，小鼠不但体内会产生对禽流感病毒的抗体，也会产生细胞免疫反应。 接着，在三级安全生物实验室内，注射过该疫苗的小鼠分别暴露于有代表性的越南株、印尼株、土耳其株及安徽株等四种禽流感病毒之下。 结果，只有百分之二十的小鼠会因感染印尼型的H5N1病毒发病；其他三种病毒株对小鼠的威胁，甚至降低至零。

 

这个结果相当令人振奋，因为即使未来不同病毒不断产生新病毒突变，这个方法也可以快速改变基因序列，设计制作成疫苗，以对抗不同类型的禽流感病毒株。

 

此次研究并借重何大一院士多年来在发展爱滋病基因疫苗上的经验，采用动物体内电穿孔(electroporation)技术。 论文第一作者、阳明大学研究生，也是主要实验操作者的陈名伟说，DNA疫苗容易制造，而且，和传统上使用的已经降低毒性的病毒或已经死掉的病毒所制造的疫苗相比，风险也低。 然而，发展DNA疫苗却必须面临疫苗难以进入动物体内的研发瓶颈。 何大一院士所采用的动物体内电穿孔之技术，就是在施打疫苗的同时加上电流。 就这么一击，产生大不同的效果，显著提升了基因片段进入细胞内部的量，带有Consensus HA的细胞，就可以被血液中的免疫系统辨识，免疫反应自然出现。

 

基因体中心的这个研究，是自2006年起获得行政院卫生署疾病管制局( Centers for Disease Control, Taiwan, CDC)的研究经费支持下展开的。 目前，这个疫苗已由台湾财团法人生物技术开发中心(Development Center for Biotechnology, DCB)进行量产及动物安全试验，预计年底完成并申请新药试验的许可，以便将来可进行人体试验。

 

该篇PNAS论文“A consensus-hemagglutinin-based DNA vaccine that protects mice against divergent H5N1 influenza viruses”获得期刊编辑群高度重视，特别撰文摘要报导于“当周重点研究报导专栏”内。

 

附

何大一，1952年11月3日出生于中国台湾台中市，12岁时移民美国加利福尼亚州洛杉矶市。1981年，在洛杉矶Cedars-Sinai医学中心当见习医生时接触到了最早发现的一批艾滋病病例，1994年开始研究“鸡尾酒”疗法治疗艾滋病。1999年，何大一及其同事又发现人体免疫系统T细胞中的CD8可以有效对抗艾滋病毒。2000年，又研制出C型艾滋病疫苗，目前已进入临床实验阶段。目前是美国纽约洛克菲勒大学艾伦·戴蒙德艾滋病研究中心主任、教授，美国科学院院士，中国工程院外籍院士。

 

原文摘要：A consensus–hemagglutinin-based DNA vaccine that protects mice against divergent H5N1 influenza viruses

 

【Abstract】

H5N1 influenza viruses have spread extensively among wild birds and domestic poultry. Cross-species transmission of these viruses to humans has been documented in over 380 cases, with a mortality rate of ≈60%. There is great concern that a H5N1 virus would acquire the ability to spread efficiently between humans, thereby becoming a pandemic threat. An H5N1 influenza vaccine must, therefore, be an integral part of any pandemic preparedness plan. However, traditional methods of making influenza vaccines have yet to produce a candidate that could induce potently neutralizing antibodies against divergent strains of H5N1 influenza viruses. To address this need, we generated a consensus H5N1 hemagglutinin (HA) sequence based on data available in early 2006. This sequence was then optimized for protein expression before being inserted into a DNA plasmid (pCHA5). Immunizing mice with pCHA5, delivered intramuscularly via electroporation, elicited antibodies that neutralized a panel of virions that have been pseudotyped with the HA from various H5N1 viruses (clades 1, 2.1, 2.2, 2.3.2, and 2.3.4). Moreover, immunization with pCHA5 in mice conferred complete (clades 1 and 2.2) or significant (clade 2.1) protection from H5N1 virus challenges. We conclude that this vaccine, based on a consensus HA, could induce broad protection against divergent H5N1 influenza viruses and thus warrants further study.

 

（生物通 张欢）