德克薩斯大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了能增強(qiáng)多種疫苗效力的61個(gè)基因工程菌，包括流感疫苗、百 日咳疫苗、霍亂疫苗和HPV疫苗。這項(xiàng)研究發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊PNAS雜志上。
佐劑是添加到疫苗中促進(jìn)人體免疫應(yīng)答的物質(zhì)，這項(xiàng)研究對(duì)大腸桿菌E. coli菌株進(jìn)行了基因工程改造，以 便將其作為更有效的佐劑。該研究有望徹底轉(zhuǎn)變疫苗設(shè)計(jì)現(xiàn)狀。
“鋁鹽作為唯一佐劑的歷史有七十年，” 德克薩斯大學(xué)自然科學(xué)學(xué)院生物副教授Stephen Trent說(shuō)?！拔?們并不完全了解鋁鹽起作用的原因，此外鋁鹽也存在著局限。四年前，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了第一個(gè)生物學(xué)佐劑。而我 們的這項(xiàng)研究在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，能夠更有目的性地設(shè)計(jì)疫苗?！?br/> 佐劑是在疫苗商業(yè)化生產(chǎn)的早期被發(fā)現(xiàn)的，當(dāng)時(shí)人們注意到受污染的疫苗批次反而比未受污染的更加有效 。
“這被稱為免疫學(xué)中‘骯臟的小秘密’，” Trent說(shuō)?！耙呙绫晃廴?，卻能引發(fā)更好的免疫應(yīng)答?！?研究 人員由此意識(shí)到，可以有意添加污染物(佐劑)來(lái)產(chǎn)生組合效應(yīng)。
滅活/減毒的細(xì)菌/病毒是疫苗的主要成分，使機(jī)體免疫系統(tǒng)“學(xué)會(huì)”識(shí)別病原體并產(chǎn)生相應(yīng)抗體。而佐劑 能觸發(fā)更廣泛的免疫應(yīng)答，使血流循環(huán)中出現(xiàn)更多免疫物質(zhì)并學(xué)會(huì)識(shí)別病原體，日后免疫系統(tǒng)再碰到這類 病毒/細(xì)菌時(shí)就能更有效地武裝起來(lái)。
七十年來(lái)，世界上幾乎所有的疫苗都用鋁鹽作為佐劑。2009年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了人乳頭瘤病毒HPV的一個(gè)新疫苗 ，該疫苗采用經(jīng)修飾的內(nèi)毒素分子作為新型佐劑。內(nèi)毒素分子出現(xiàn)在許多細(xì)菌的表面，具有一定的危險(xiǎn)性 。人類演化了數(shù)百萬(wàn)年的免疫系統(tǒng)能夠快速檢測(cè)和應(yīng)答內(nèi)毒素，因此內(nèi)毒素會(huì)立即觸發(fā)機(jī)體的紅色警報(bào)。
“有些類型的內(nèi)毒素會(huì)使人致命，” Trent說(shuō)?！岸环Q為MPL的這種新佐劑只是內(nèi)毒素的一小段，且經(jīng)過(guò) 仔細(xì)修飾，能夠觸發(fā)免疫應(yīng)答又不會(huì)使反應(yīng)過(guò)度。”
Trent及其同事在這一基礎(chǔ)上進(jìn)行了拓展，他們放棄內(nèi)毒素的惰性片段，而直接對(duì)大腸桿菌E. coli進(jìn)行基 因工程改造，使細(xì)胞表面表達(dá)多種所需的內(nèi)毒素組合。
“這61種大腸桿菌各具有不同的表面特征，”文章第一作者，Trent實(shí)驗(yàn)室的博士生Brittany Needham說(shuō)。 “它們的內(nèi)毒素表面結(jié)構(gòu)在任何情況下都是安全的，而且還能通過(guò)多種途徑與免疫系統(tǒng)相互作用。由此， 我們獲得了多種疫苗的潛在佐劑，可供進(jìn)一步試驗(yàn)?！?br/> 其中有些內(nèi)毒素組合與霍亂疫苗配合最好，有些更適合百日咳疫苗，還有些可用于未來(lái)的HIV疫苗。隨著更 多基因工程菌的改造和測(cè)試，以及對(duì)佐劑-免疫系統(tǒng)互作的進(jìn)一步了解，研究人員相信他們能夠?qū)@類佐劑 進(jìn)行更精確地微調(diào)。
“我們正處于疫苗設(shè)計(jì)新時(shí)代的黎明，” Trent說(shuō)。“很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)疫苗學(xué)實(shí)際上是一個(gè)不斷試錯(cuò)的領(lǐng)域 ，就像個(gè)黑盒子。我們知道特定物質(zhì)起作用，我們也知道特定疫苗有特定的副作用，但我們不完全清楚這 其中的原因。現(xiàn)在這一切正在改變?！?br/> Trent指出這一系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)還在于，一個(gè)E. coli能夠表達(dá)多種疾病的抗原，從而介導(dǎo)多重效應(yīng)?！斑@說(shuō)明 ，一個(gè)疫苗可能同時(shí)針對(duì)多種病原菌提供保護(hù)，” Trent說(shuō)。
Trent及其同事正在進(jìn)行第二輪的基因工程研究，他們已為這一系統(tǒng)申請(qǐng)了臨時(shí)專利，希望能夠找到合作伙 伴以開(kāi)展臨床試驗(yàn)。
