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新冠(COVID-19)和流感危害巨大,现有疫苗存在局限。研究人员开展 “设计针对 SARS-CoV-2 和流感病毒共感染的多表位通用疫苗” 研究,构建的疫苗具高人群覆盖率、良好稳定性等。这为防控两种疾病提供新策略。
新冠疫情的阴霾虽已逐渐散去,但它带来的冲击仍让人们心有余悸。与此同时,每年流感季的到来,也总是让医院人满为患。新冠由严重急性呼吸综合征冠状病毒 2(SARS-CoV-2)引起,而流感则由流感病毒导致,这两种病毒引发的疾病传染性极强,致死率也不容小觑。据世界卫生组织(WHO)数据,截至 2024 年 12 月,全球新冠确诊病例超 776.8 亿,死亡约 700 万;每年流感在全球约有 10 亿病例,65 万因呼吸相关疾病死亡 。面对这两种病毒的威胁,现有抗病毒药物疗效有限,疫苗成为防控关键。然而,目前的新冠和流感疫苗存在诸多问题,比如流感疫苗易受抗原漂移影响,新冠疫苗需定期加强接种,且尚无针对二者共感染的有效疫苗 。在这样的困境下,疫苗研发迫在眉睫。
为了解决这些难题,来自伊朗的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究 ——“Designing a multi-epitope universal vaccine for concurrent infections of SARS-CoV-2 and influenza viruses using an immunoinformatics approach”,并将研究成果发表在《BMC Infectious Diseases》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先,从 UniProt 数据库获取相关蛋白氨基酸序列,利用多种生物信息学服务器预测和筛选 B 细胞、T 细胞表位,评估蛋白的抗原性、过敏原性和毒性等特性。接着,通过分子对接研究疫苗与宿主免疫受体的相互作用,用分子动力学模拟分析疫苗 - 受体复合物的稳定性。最后,进行了计算克隆,优化疫苗在大肠杆菌表达系统中的表达。
下面来看具体的研究结果:
- 蛋白特性分析:评估流感 M2、HA2 和 SARS-CoV-2 的 N 蛋白,发现它们抗原性良好且无致敏性,适合用于疫苗设计。
- 表位筛选:筛选出 SARS-CoV-2 的 N 蛋白的 8 个细胞毒性 T 淋巴细胞(CTL)表位、5 个辅助性 T 淋巴细胞(HTL)表位和 3 个 B 细胞受体(BCR)表位,这些表位具有良好免疫原性和抗原性 。
- 疫苗构建与评估:构建包含多种表位的通用疫苗,其全球人群覆盖率达 93.47%。该疫苗抗原性强、非致敏性,理化性质稳定且易溶于水。三维结构模拟和验证显示其结构合理,还鉴定出多个构象 B 细胞表位,有望引发抗体反应 。
- 分子对接与动力学模拟:分子对接表明疫苗与 Toll 样受体 3(TLR-3)结合良好,分子动力学模拟显示疫苗 - TLR-3 复合物在模拟期间稳定,且疫苗在不同温度下保持热稳定性 。
- 计算克隆:优化疫苗密码子后成功克隆到 pET-28a (+) 质粒,为疫苗生产奠定基础。
在研究结论与讨论部分,研究人员设计的多表位通用疫苗展现出巨大潜力。它整合了来自 SARS-CoV-2 和流感病毒的关键表位,诸多特性表明其有望在全球范围内有效防控新冠和流感的共感染。不过,研究也存在一定局限性,如计算预测需实验验证,实际生物系统可能与预测有差异,还需探索其他表达系统。但这并不影响该研究的重要意义,它为后续疫苗研发指明了方向,提供了新的思路和策略,让人们在应对新冠和流感这两大传染病时看到了新的希望,推动了全球公共卫生事业在防控呼吸道传染病领域的发展 。