《科学》：预防所有危险冠状病毒的疫苗要来了？ 混合疫苗

顾汉现

《科学》重要进展：预防所有危险冠状病毒的疫苗要来了？

一种“混合”mRNA疫苗，有望对尚未被科学家们发现的其它致病冠状病毒进行预防。引起免疫反应的部分混在一起进行接种。四种“混合”疫苗，含有来自不同冠状病毒的免疫信息  同时针对多种冠状病毒的“混合”疫苗，起到了更广谱的保护效果。在动物实验中，“混合”疫苗也起到了实际保护效果。
本文是广谱新冠肺炎病毒疫苗、泛冠状病毒疫苗关联基础科学研究论文。

学术经纬

2021/06/23

论文
论文标题：Chimeric spike mRNA vaccines protect against Sarbecovirus challenge in mice
作者：David R. Martinez , Alexandra Schäfer , Sarah R. Leist , Gabriela De la Cruz , Ande West , Elena N. Atochina-Vasserman , Lisa C. Lindesmith , Norbert Pardi , Robert Parks , Maggie Barr , Dapeng Li , Boyd Yount , Kevin O. Saunders , Drew Weissman , Barton F. Haynes , Stephanie A. Montgomery , Ralph S. Baric

期刊：Science
发表时间：2021/06/22
数字识别码：10.1126/science.abi4506
摘要：The emergence of SARS-CoV in 2003 and SARS-CoV-2 in 2019 highlights the need to develop universal vaccination strategies against the broader Sarbecovirus subgenus. Using chimeric spike designs, we demonstrate protection against challenge from SARS-CoV, SARS-CoV-2, SARS-CoV-2 B.1.351, bat CoV (Bt-CoV) RsSHC014, and a heterologous Bt-CoV WIV-1 in vulnerable aged mice. Chimeric spike mRNAs induced high levels of broadly protective neutralizing antibodies against high-risk Sarbecoviruses. In contrast, SARS-CoV-2 mRNA vaccination not only showed a marked reduction in neutralizing titers against heterologous Sarbecoviruses, but SARS-CoV and WIV-1 challenge in mice resulted in breakthrough infections. Chimeric spike mRNA vaccines efficiently neutralized D614G, mink cluster five, and the UK B.1.1.7., and South African B.1.351 variants of concern. Thus, multiplexed-chimeric spikes can prevent SARS-like zoonotic coronavirus infections with pandemic potential.

所属学科：
免疫学


药明康德内容团队编辑  


包括新冠病毒在内，进入21世纪以来，已有多种冠状病毒在人类中引起大大小小的疾病，危害全球健康。即便新冠疫情目前已得到一定控制，谁也无法保证未来会不会突然出现某种未知冠状病毒，再次感染人类。







2021年6月21日，顶尖学术期刊《科学》在线发表一篇重要论文。杜克大学医学院领衔的一支科研团队开发了一种“混合”mRNA疫苗，有望对尚未被科学家们发现的其它致病冠状病毒进行预防。在动物实验中，这款疫苗已经展现出了可喜的效果。



研究人员们在论文中指出，蝙蝠是自然界中“危险冠状病毒”的天然储存库，可能带有会引起另一场疫情的未知病毒。考虑到未来从动物传染到人类的可能性，提前开发针对此类危险冠状病毒的疫苗或是疗法，是未雨绸缪的积极应对方式。





药明康德内容团队制图



从病毒学的角度讲，此类危险冠状病毒属于Sarbe冠状病毒亚属（Sarbecovirus），含有多个具有免疫原性的结构域，如受体结合域（RBD）和N端结构域（NTD）等。如果将这些能引起免疫反应的部分混在一起进行接种，产生的保护力能否超越某种特定的病毒，而是覆盖到一整类冠状病毒上呢？



为了评估这种可能，研究人员们设计了几个具有多重免疫原性的mRNA疫苗，比如有一种疫苗同时含有SARS病毒的受体结合域、新冠病毒的S2结构域、以及一种蝙蝠冠状病毒的N端结构域的信息。





▲研究人员设计了四种“混合”疫苗，含有来自不同冠状病毒的免疫信息：青色来自SARS病毒，紫色来自新冠病毒，黄色/橙色来自蝙蝠冠状病毒，绿色为其它病毒对照（图片来源：参考资料[1]）


这种“混合”疫苗能如研究人员所愿，对不同的危险冠状病毒产生免疫力吗？在年老的小鼠模型中，这支团队做了研究。与此同时，他们也使用了只针对新冠病毒的疫苗作为对照。研究发现，这些同时针对多种冠状病毒的“混合”疫苗，果然起到了更广谱的保护效果。



具体来看，这种“混合”疫苗的中和抗体活性更强。在对照组中，小鼠只对新冠病毒产生了强力的中和活性，而针对SARS病毒及蝙蝠冠状病毒的活性要低上1-2个数量级。相反，在接种了几种“混合”疫苗的小鼠中，对于其它冠状病毒的保护力均要优于对照组。





▲综合来看，“混合”疫苗起到了更广泛的保护作用（图片来源：参考资料[1]）


对于今年出现的新冠变种病毒，研究人员们同样做了评估。他们指出对于英国发现的Alpha变种，小鼠血清依然保持着良好的中和能力。对于南非发现的Beta变种，尽管中和能力有所下降，但也没有到失效的地步。



这些免疫数据真的能转化成对冠状病毒的广谱保护力吗？对于这些接种过“混合”疫苗的小鼠，研究人员们使用多种不同的冠状病毒进行“攻毒实验”，考验小鼠能否挺过冠状病毒的考验。



实验取得了积极的结果——接种过多种“混合”疫苗的小鼠，看似得到了安全的保护。它们的体重没有因感染病毒而减轻，呼吸道的病毒复制也得到了抑制。值得一提的是，这些保护力覆盖了SARS病毒、新冠病毒、以及蝙蝠冠状病毒。





▲在动物模型中，这种“混合”疫苗也起到了实际保护效果（图片来源：参考资料[1]）


“我们的研究结果有着光明未来，”本研究第一作者David Martinez博士说道，“这些结果表明我们能设计更通用的‘泛冠状病毒’疫苗，来更主动地防御有感染人类风险的病毒。通过这个方法，或许我们能对SARS-CoV-3进行预防。”这里的SARS-CoV-3，自然指的是目前尚未被人类知晓，但有可能引发未来感染的冠状病毒。



如果能将冠状病毒感染的威胁消弭于无形，对于全球健康无疑有着重要意义。我们也期待这种广谱疫苗能早日在临床试验中证实自己的潜力，让我们建立起针对所有危险冠状病毒的免疫力！


图片：

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参考资料：
[1] David Martinez et al., (2021), Chimeric spike mRNA vaccines protect against Sarbecovirus challenge in mice, Science, DOI: 10.1126/science.abi4506
[2] New universal vaccine targets coronaviruses to prevent future pandemics, Retrieved June 22, 2021, from https://www.eurekalert.org/pub_r ... /uonc-nuv062121.php

https://science.sciencemag.org/c ... /22/science.abi4506

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