Sci:一款疫苗能够预防所有冠状病毒么？最新研究希望 纳米

顾汉现

Science:一款疫苗能够预防所有冠状病毒么？最新研究带来希望

在动物实验中证明，一种基于纳米颗粒技术设计的疫苗，能够激发广泛的抗体反应。值得注意的是，这一疫苗激发的抗体能够识别和中和疫苗中不存在的冠状病毒株，因而可能为未来出现的冠状病毒提供保护能力。

药明康德
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2021/02/26
论文一 https://science.sciencemag.org/content/371/6530/735
(论文二 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.02.11.430866v1 )
论文标题：Mosaic nanoparticles elicit cross-reactive immune responses to zoonotic coronaviruses in mice
作者：Alexander A. Cohen , Priyanthi N. P. Gnanapragasam , Yu E. Lee , Pauline R. Hoffman , Susan Ou , Leesa M. Kakutani , Jennifer R. Keeffe , Hung-Jen Wu , Mark Howarth , Anthony P. West , Christopher O. Barnes , Michel C. Nussenzweig , Pamela J. Bjorkman
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期刊：Science
发表时间：2021/02/12
数字识别码：10.1126/science.abf6840
摘要：Protection against severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and SARS-related emergent zoonotic coronaviruses is urgently needed. We made homotypic nanoparticles displaying the receptor binding domain (RBD) of SARS-CoV-2 or co-displaying SARS-CoV-2 RBD along with RBDs from animal betacoronaviruses that represent threats to humans (mosaic nanoparticles with four to eight distinct RBDs). Mice immunized with RBD nanoparticles, but not soluble antigen, elicited cross-reactive binding and neutralization responses. Mosaic RBD nanoparticles elicited antibodies with superior cross-reactive recognition of heterologous RBDs relative to sera from immunizations with homotypic SARS-CoV-2–RBD nanoparticles or COVID-19 convalescent human plasmas. Moreover, after priming, sera from mosaic RBD–immunized mice neutralized heterologous pseudotyped coronaviruses as well as or better than sera from homotypic SARS-CoV-2–RBD nanoparticle immunizations, demonstrating no loss of immunogenicity against particular RBDs resulting from co-display. A single immunization with mosaic RBD nanoparticles provides a potential strategy to simultaneously protect against SARS-CoV-2 and emerging zoonotic coronaviruses.

所属学科：
免疫学
▎药明康德内容团队编辑



近期世界各地出现的新冠突变病毒株受到了人们的广泛关注，这些突变株有的能够让新冠病毒传播力更强，有的能够让已有疫苗的保护能力下降。多家开发疫苗的公司已经在针对这些新出现的突变体，着手开发下一代的新冠疫苗。



病毒产生突变是自然进化的一部分，在过去的20年里，已经有三次因为冠状病毒从动物传播到人类引发的流行病爆发，它们分别是SARS，MERS和新冠疫情。而在蝙蝠体内还存在着上百种其它类型的冠状病毒，可以预见，未来很有可能还有新的冠状病毒在人类中传播。那么，有没有可能用一种疫苗来预防所有的冠状病毒？



近日，在《科学》杂志上发表的一篇论文为这一设想提供了初步证据。由加州理工学院（Caltech）、牛津大学和洛克菲勒大学的研究人员组成的研究团队，在动物实验中证明，一种基于纳米颗粒技术设计的疫苗，能够激发广泛的抗体反应。值得注意的是，这一疫苗激发的抗体能够识别和中和疫苗中不存在的冠状病毒株，因而可能为未来出现的冠状病毒提供保护能力。





在这项研究中，加州理工学院和牛津大学的研究人员利用了称为镶嵌纳米颗粒（mosaic nanoparticle）的疫苗平台，它让研究人员能够将不同冠状病毒株的刺突蛋白的受体结合域（RBD）“粘”在纳米颗粒上。利用这一平台，研究人员生成了4种不同的纳米颗粒疫苗，一种疫苗只呈现SARS-CoV-2的RBD，另外3种疫苗可以呈现4或8种不同冠状病毒的RBD。这些冠状病毒包括SARS-CoV-2，从蝙蝠体内分离的冠状病毒株，以及从穿山甲中分离的冠状病毒株。它们的RBD与SARS-CoV-2的RBD相比，有不同程度的同源性。




利用镶嵌纳米颗粒平台，研究人员设计出呈现不同冠状病毒RBD的疫苗（图片来源：参考资料[1]）



研究人员给小鼠注射了这些疫苗，然后比较小鼠生成的抗体对不同冠状病毒株的中和能力。他们发现，呈现多种冠状病毒RBD的纳米疫苗能够激发广泛的中和抗体免疫反应。激发的中和抗体不但能够识别并且中和SARS-CoV-2，还能够识别在纳米疫苗中没有呈现的冠状病毒株的RBD并且具有中和能力。而且，与只呈现单一SARS-CoV-2的RBD的纳米疫苗相比，呈现多种冠状病毒RBD的纳米疫苗中和SARS-CoV-2的能力也没有减弱。




呈现多种冠状病毒RBD的候选疫苗（绿色、黄色和蓝色）激发的中和抗体能够识别和中和疫苗上没有的冠状病毒株（图片来源：参考资料[1]）



“不幸的是SARS-CoV-2很可能不是最后一个能够导致大流行的冠状病毒。“研究的资深作者之一，加州理工学院的Pamela J. Bjorkman博士说，“这项研究表明，激发广泛多样的中和抗体反应是可能的，包括针对在纳米颗粒中不存在的冠状病毒株。我们希望这一技术能够用于预防未来从动物传播到人类的冠状病毒。”



有些疫苗开发公司也在使用这种策略开发泛冠状病毒疫苗。例如，VBI Vaccines公司就在利用该公司的包膜病毒样颗粒（enveloped virus-like particle）技术平台开发一款同时呈现SARS-CoV、MERS-CoV、和SARS-CoV2病毒刺突蛋白的在研疫苗。这款名为VBI-2901的泛冠状病毒候选疫苗在动物实验中，不但能够激发针对SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2的抗体反应，而且产生的抗体也能够识别疫苗中不存在的引发季节性感冒的HCoV-OC43病毒株。目前该公司仍然在进一步优化这一候选疫苗，预计在今年下半年启动1/2期临床试验。




表达SARS-CoV、MERS-CoV、和SARS-CoV2刺突蛋白的三价候选疫苗激发广泛抗体反应（图片来源：参考资料[6]）



近日，斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute）的Dennis R. Burton博士和Eric J. Topol博士在《自然》杂志上发表的评论指出，在一年内开发出有效的新冠疫苗无疑是巨大的成功。然而对于如何预防未来的大流行，我们应该考虑“在病原体出现之后才做出反应”之外的应对策略。开发具有广谱中和效力的抗体以及能够激发这类中和抗体的泛病毒疫苗，可能成为预防或治疗尚未出现的病毒的有力手段，而投资进行这方面基础和临床研究的时机就在当下。





注：本文旨在介绍医药健康研究，不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导，请前往正规医院就诊。


参考资料：

[1] Cohen et al., (2021). Mosaic nanoparticles elicit cross-reactive immune responses to zoonotic coronaviruses in mice. Science, DOI: 10.1126/science.abf6840

https://science.sciencemag.org/content/371/6530/735

[2] Could a Single Vaccine Work Against All Coronaviruses? Retrieved February 15, 2021, from https://www.nytimes.com/2021/02/ ... avirus-vaccine.html

[3] Variant-proof vaccines — invest now for the next pandemic. Retrieved February 15, 2021, from https://www.nature.com/articles/d41586-021-00340-4

[4] Lu et al., (2021). A combination of cross-neutralizing antibodies synergizes to 2 prevent SARS-CoV-2 and SARS-CoV pseudovirus infection. BioRxiv, https://doi.org/10.1101/2021.02.11.430866.

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.02.11.430866v1

[5] VBI Vaccines Announces Progress of Coronavirus Vaccine Program. Retrieved February 15, 2021, from https://www.vbivaccines.com/wire ... ine-program-update/

[6] Preclinical Coronavirus Program Data. Retrieved February 15, 2021, from http://1o976r1jw2eculmeoxz46ig6- ... ouncement_Final.pdf


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