PNAS:新型冠状病毒疫苗更容易生产,不需要冷藏

【字体: 时间:2021年11月05日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences

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  目前可用的COVID疫苗需要冷藏和先进的生产能力,这使得它们难以广泛生产和分销,特别是在欠发达国家。波士顿儿童医院的研究人员报告说,一种新型疫苗可能更容易生产,而且不需要冷藏。该疫苗以蛋白质为基础,使用来自羊驼的抗体,羊驼与SARS-CoV-2刺突蛋白的一部分受体结合域(与ACE2受体结合)相连。

   

A protein-based SARS-CoV-2 vaccine    

图片:在最左边,疫苗由部分刺突蛋白的受体结合域(RBD)组成,以深蓝色显示,与识别II类主要组织相容性复合体(MHC)蛋白的单个域抗体片段连接,橙色椭圆形。这些结合到抗原提呈细胞(APCs),然后处理并展示RBD给T细胞和B细胞。这导致了强大的免疫反应,引发了T细胞和高滴度的中和抗体,对SARS-CoV-2变异具有保护作用。

来源:Novalia Pishesha,波士顿儿童医院

目前可用的COVID疫苗需要冷藏和先进的生产能力,这使得它们难以广泛生产和分销,特别是在欠发达国家。波士顿儿童医院的研究人员在11月2日的《美国国家科学院院刊》上报告说,一种新型疫苗可能更容易生产,而且不需要冷藏。

由Hidde Ploegh博士、第一作者Novalia Pishesha博士和Thibault Harmand博士领导的研究人员相信,他们的技术可以帮助填补全球疫苗接种的空白,同样的技术可以应用于对抗其他疾病的疫苗。

在小鼠体内,该疫苗引发了对SARS-CoV-2及其变体的强烈免疫反应。它被成功地冷冻干燥,然后重新制成而没有失去功效。在测试中,它在室温下至少能保持稳定和有效七天。

与目前的COVID-19疫苗不同,新设计完全基于蛋白质,使许多设施易于生产。它有两个组成部分:从羊驼身上提取的抗体,称为纳米体,以及与人类细胞上的受体结合的部分刺突蛋白。

“我们也可以连接整个刺突蛋白或病毒的其他部分,”Pishesha说。“我们可以快速、轻松地更换SARS-CoV-2变种疫苗。”

针对抗原递呈细胞

纳米体是疫苗技术的关键部分。它们是专门针对抗原提呈细胞(免疫系统中的关键细胞)而设计的,通过在细胞表面定位II类主要组织相容性复合体(MHC)抗原。这就把疫苗的末端——在这种情况下,是刺突蛋白的片段——直接带到细胞上,而这些细胞将“显示”它给其他免疫细胞,引发更广泛的免疫反应。

Ploegh说,目前的COVID-19疫苗会在注射部位刺激刺突蛋白的产生,并可能间接刺激抗原呈递细胞。

他说:“但是去掉中间商,直接与抗原呈递细胞对话,效率要高得多。”“秘密武器就是瞄准目标。”

在小鼠实验中,该疫苗引发了对SARS-CoV-2的强大体液免疫,刺激了针对刺突蛋白片段的大量中和抗体。它还激发了强大的细胞免疫,刺激了增强其他免疫防御的T辅助细胞。

制造业的优势

由于这种疫苗是一种蛋白质,而不是像辉瑞/生物技术公司和Moderna疫苗那样是一种信使RNA,因此更适合大规模生产。

“我们不需要制造mRNA疫苗所需要的很多花哨的技术和专业知识,”哈蒙德说。“目前,熟练工人是COVID疫苗生产的瓶颈,而生物制药在大规模生产基于蛋白质的治疗药物方面有很多经验。”

这可能使疫苗在世界各地的许多地点生产成为可能,这些地点靠近疫苗的使用地点。该团队已经为他们的技术申请了专利,现在希望生物技术或制药公司将他们的工作进行进一步的测试,并最终进行临床试验。

“最初的应用可能不是COVID-19,”Ploegh说。“这项研究证明了我们基于蛋白质的方法很有效。”

这项研究得到了哈佛学会、瑞士国家科学基金会、美国国立卫生研究院主任先锋奖和欧洲病毒档案全球(EVAg)项目的支持。华盛顿大学的Paul Rothlauf和Sean Whelan在与Vir Biotechnology、AbbVie和sAB therapeutics签订的赞助研究协议中获得了不相关的资金支持。其余的作者宣称没有相互竞争的利益。

关于波士顿儿童医院

波士顿儿童医院是美国新闻与世界报道排名第一的儿童医院,是哈佛医学院的主要儿科教学附属机构。它是世界上最大的研究机构,总部设在儿科医疗中心。自1869年以来,它的发现让儿童和成人都受益。今天,波士顿儿童研究社区共有3000名研究人员和科研人员,其中包括10名美国国家科学院成员、25名美国国家医学院成员和12名霍华德·休斯医学调查员。波士顿儿童医院最初是一家拥有20张床位的儿童医院,现在是一家拥有415张床位的儿科和青少年医疗综合中心。更多信息,请访问我们的答案博客,并在社交媒体@BostonChildrens, @BCH_Innovation, Facebook和YouTube上关注我们。

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杂志

美国国家科学院院刊

DOI

10.1073 / pnas.2116147118

文章标题

II类mhc靶向疫苗引发对SARS-CoV-2及其变体的免疫

文章出版日期

2 - 11月- 2021

COI声明

华盛顿大学的Paul Rothlauf和Sean Whelan在与Vir Biotechnology、AbbVie和sAB therapeutics签订的赞助研究协议中获得了不相关的资金支持。其余的作者宣称没有相互竞争的利益。

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