弗大研究团队参与冠状病毒通用疫苗的研发

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译者：Shuqi Ye and Serena Chen

弗吉尼亚大学医学院与弗吉尼亚理工大学正在开发一种可广泛使用的通用疫苗。该疫苗有可能预防多种不同的冠状病毒菌株。

新冠病毒对全世界人民的生活影响仍然显著。它严重影响了经济较弱的国家。这些国家挣扎于缓解病毒传播。由于其国内几乎不生产疫苗，疫苗接种工作受到了很大的挑战。

传染病专家和首席研究员Steven Zeichner表示，出于这些原因，创造一种廉价又易于生产的疫苗非常重要。

Zeichner说：“我们的基本思路是探索疫苗的理想需求，特别是全球贫困国家所需的。”

Zeichner解释道，他们团队的目标不是要放弃或贬低现有的疫苗，而是从不同的角度对疫苗的原始概念进行扩展。

现有的新冠病毒疫苗（即辉瑞疫苗和莫德纳疫苗）通过向上臂注入mRNA，让细胞利用mRNA指令制造新冠病毒表面上的一片蛋白质。这种尖峰蛋白使病毒能够穿透并感染宿主细胞。蛋白质会触发免疫反应，训练身体抵御再次入侵的病毒（例如，当接种者接触到新冠病毒时）。

与此相反，强生公司的疫苗使用一种与冠状病毒无关的无害腺病毒。与mRNA疫苗不同，强生疫苗不需要在极低的温度下储存。

新疫苗的通用性源于融合肽，一个所有冠状病毒变种共有的且无法变异的氨基酸序列。融合肽使病毒膜接触宿主的细胞膜，让病毒遗传物质进入细胞并复制，从而引起疾病。这种肽是病毒生命周期的一个组成部分，特别是对病毒膜功能而言。

Zeichner和他的团队开发的方式并没有使用病毒mRNA，而是使用了细菌。此疫苗的起始材料单纯是一个培养皿的细菌和促进细胞增殖的生长介质，如酵母提取物。研究者在非活性细菌的表面放置疫苗抗原，并对细菌本身培养和生长，从而形成最终的疫苗。

这种方法的好处是可以廉价地生产质粒（一种可以独立复制的染色体外DNA分子）用于细菌转化。

例如Zeichner的研究团队所使用的GeneWiz这样的生物技术公司可以以每碱基对仅15美分的价格合成DNA。合成基因被添加到质粒中，然后进行多次克隆。质粒将通过在细菌表面添加重组疫苗蛋白来改变培养菌。这使灭活的细菌本身能够在被注射到体内后通过教导免疫系统如何抵御特定疾病来发挥疫苗的作用。

在有丝分裂中，细菌运载蛋白控制纺锤丝与染色体的连接，促进染色体分离后的细胞分裂。

Zeichner说道：“因此，在一些限制内，你可以用其他蛋白质（例如疫苗抗原）的编码序列来替换细胞运载蛋白的编码序列。这意味着你可以把疫苗抗原的编码序列放入这个质粒，并让它在细菌的表面表达抗原。”

这个被称为表达框的过程可以在每个细菌的表面表达多达约20万个疫苗抗原，这就意味着能更容易大规模生产疫苗。

Zeichner说：“如果我们提取出融合肽，用我们的系统表达出来，我们就可以将免疫系统反应集中在这一小块蛋白质上，让它做出应对各种不同病毒变种的免疫反应。”

这些新疫苗每剂的成本不到1美元。这一点至关重要，因为世界上三分之一的人每天的生活费不足5美元。此外，在生物学和后勤方面而言，mRNA疫苗都很难制造。每个环节都需要复杂的转录过程和指定的工厂。生产如此复杂的疫苗需要市值数十亿美元的公司的资源，而许多国家没有这样的资源。

Zeichner说：“大家需要认清的另外一点是，努力让世界上的每个人都能接种新冠疫苗不是在做慈善，而是一种自卫。”

新疫苗还没有具体研发时间表。但是，假如这种新疫苗在未来的研究中继续成功地预防冠状病毒，许多贫穷国家将能够利用现有技术在本国内生产这种疫苗，毕竟在研究实验室环境中就可以完成疫苗的生产。

Zeichner还讨论了他的团队与世界卫生组织下属的，位于韩国的国际疫苗研究所之间的合作关系。该研究所的主要目的是通过批量生产为世界上较贫困的国家开发疫苗，新的细菌疫苗非常符合他们的技术能力。

Zeichner和他的团队，包括弗吉尼亚理工大学的研究人员，正计划通过该合作在小白鼠身上进行测试，并进行早期临床试验，从而进一步推进他们的工作。

Zeichner说：“我们与弗吉尼亚理工大学的合作伙伴、杰出的合作者Xiang-Jin Meng一起制造了抗SARS-CoV-2融合肽和猪流行性腹泻病毒融合肽的疫苗。融合肽中间的六个氨基酸序列在所有已测序的冠状病毒中完全保守。”

目前，Zeichner和他的团队正致力于为他们的研究和人体实验工作筹得更多的资金。Zeichner强调，从事这样创新的研究需要很强的纪律性。不要因为不可避免的挫折而气馁也十分重要。

Zeichner说：“关键是要努力了解失败的过程并改正错误，避免下一次的失败。”

弗大和弗吉尼亚理工大学的研究者们正在开发一种基于细菌的新疫苗