创新COVID-19疫苗：始于合成100种不同的spike蛋白

　　

为了快速开发出数十亿剂量的救命COVID-19疫苗，德克萨斯大学奥斯汀分校（UT）的一个科学小组成功地重新设计了冠状病毒的关键蛋白，这种修饰可以使全世界更快、更稳定地生产疫苗。新发现发表在《Science》杂志上。

大多数冠状病毒候选疫苗训练人类免疫系统识别SARS-CoV-2病毒表面的spike蛋白以对抗感染。研究人员设计了一种新的蛋白质版本，当这种蛋白质在细胞中表达时，产生的蛋白质是早期合成的spike蛋白的10倍。与美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）的同事们一起，UT研究小组的几名成员还参与设计了已经进入美国临床试验的至少两种COVID-19疫苗候选物的spike蛋白的早期版本。

分子生物科学系副教授、论文通讯作者Jason McLellan说：“根据疫苗的类型，这种改进版的蛋白质可以减少每剂的剂量或加快疫苗的生产。不管怎样，这可能意味着更多的患者更快地获得疫苗。”论文的第一作者是McLellan实验室的博士后Ching-Lin Hsieh。

这种被称为HexaPro的新蛋白质也比研究小组早期版本的spike蛋白更稳定，它应该更容易储存和运输。即使在热应力下，在室温下储存和多次冻融，它也能保持形状。

HexaPro的3D结构

比尔和梅琳达•盖茨基金会为这项技术的发展作出了贡献，他们将为低收入国家的人们提供疫苗。采用不同平台技术的疫苗公司将有能力测试和进一步开发使用HexaPro的COVID疫苗。McLellan还表示，合作伙伴有兴趣向发展中国家的人们推广这项技术。

McLellan说：“生活在发展中国家的40亿人将像我们所有人一样，需要获得疫苗。”

HexaPro也可以用于COVID-19抗体测试，它可以作为探针来识别患者血液中是否存在抗体，从而表明一个人以前是否感染过这种病毒。

该团队构建的最初版本的spike蛋白是目前两种人类临床试验中候选疫苗的基础，包括Moderna的mRNA-1273和novax的NVX-CoV2373。

对于使用患者自身细胞产生可触发免疫反应的病毒蛋白（如mRNA-1273）的核酸疫苗，这种改进的spike蛋白可能使下一代版本的疫苗能够用更小的剂量来激发患者同样的免疫反应。对于含有实际病毒蛋白作为抗原的亚单位疫苗，如NVX-CoV2373，在同一时间段内可以生产更多的疫苗剂量。不管怎样，从生产的角度来看，这可能意味着加速获得救生疫苗。

利用他们创造稳定蛋白作为疫苗对抗MERS-CoV（导致中东呼吸综合征的冠状病毒）和其他病毒的经验，研究人员确定了100种不同的spike蛋白修饰，他们相信这些修饰可能会导致一个更稳定、更高表达的版本。接下来，他们将每种蛋白的基因蓝图插入不同的人类细胞培养物中，从而创造出100种不同版本的蛋白质。在这100个spike蛋白版本中，有26个更稳定或表达更高。

然后，研究人员从这些有益的修饰中提取了四种，再加上两种从它们最初稳定的spike蛋白中提取出来的，并将它们组合在一起形成了HexaPro。当他们将这种spike蛋白的基因蓝图插入人类细胞培养物中时，细胞产生的蛋白质是其原始蛋白质的10倍。

原文检索：Structure-based design of prefusion-stabilized SARS-CoV-2 spikes

（生物通：伍松）