可以抵抗任何流感毒株的通用流感疫苗的进展

   研究人员正在研究设计通用流感疫苗的策略,该疫苗可以抵抗任何流感毒株。图片来源:由研究人员提供,由麻省理工学院新闻社编辑

  通过计算机模型和实验室实验,研究人员正在研究可以预防任何流感病毒的疫苗策略。

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  每年,必须重新设计流感疫苗,以解决病毒积累的突变,即使那样,疫苗通常也不能对所有人提供完全保护。

  麻省理工学院以及麻省理工学院,MGH和哈佛大学拉贡研究所的研究人员现在正在研究设计通用流感疫苗的策略,该疫苗可以抵抗任何流感毒株。在2020年10月7日发表于《细胞系统》(Cell Systems)的一项研究中,他们描述了一种疫苗,该疫苗可触发针对流感蛋白片段的免疫反应,该片段很少突变,但通常不会被免疫系统靶向。

  该疫苗由涂有流感蛋白的纳米颗粒组成,该蛋白可训练免疫系统以产生所需的抗体。在对具有人源化免疫系统的小鼠的研究中,研究人员表明,他们的疫苗可以引发针对该难以捉摸的蛋白质片段的抗体反应,从而提高了该疫苗可以有效抵抗任何流感病毒株的可能性。

  “我们对这项工作感到兴奋的原因是,您只需一步或几次就可以制作出流感疫苗,这是迈出的一小步,所产生的抗体反应很可能会预防季节性流感毒株和大流行毒株,例如好,”阿鲁普·查克拉博蒂(Arup K. Chakraborty)说,他是麻省理工学院化学工程学教授,物理与化学教授,麻省理工学院医学工程与科学学院以及MGH,麻省理工学院和拉贡研究所的成员。

  Chakraborty和丹尼尔·林伍德(Daniel Lingwood)是哈佛大学医学院的助理教授,也是拉贡研究所(Ragon Institute)的小组负责人,是这项研究的资深作者,该研究今天出现在Cell Systems中。麻省理工学院的研究科学家阿萨夫·阿米泰(Assaf Amitai)是该论文的主要作者。

  针对流感

  大多数流感疫苗由灭活的流感病毒组成。这些病毒被称为血凝素(HA)的蛋白质包被,可帮助它们与宿主细胞结合。接种疫苗后,免疫系统产生针对HA蛋白的抗体中队。这些抗体几乎总是与HA蛋白的头部结合,而HA蛋白是蛋白质中突变最快的部分。另一方面,HA的部分茎很少发生突变。

  Lingwood表示:“我们还不了解完整的情况,但是由于许多原因,免疫系统本质上并不擅长观察这些蛋白质的保守部分,如果有效地靶向它们,则会引发抗体反应,从而中和多种流感类型。”说。

  在他们的新研究中,研究人员着手研究为什么免疫系统最终以HA头而不是茎为目标,并找到将免疫系统的注意力重新集中在茎上的方法。这样的疫苗可以引发被称为“广泛中和抗体”的抗体,该抗体可以对任何流感病毒株产生反应。原则上,这种疫苗可以结束疫苗设计者之间的军备竞赛,并迅速变异流感病毒。

  已知有助于HA头的抗体偏爱的一个因素是HA蛋白密集地聚集在病毒表面,因此抗体很难进入茎区域。头部区域更容易接近。

  研究人员开发了一种计算模型,帮助他们进一步探索了蛋白质头部的“免疫优势”。 “我们假设病毒的表面几何形状可能是通过保护其脆弱部位免受抗体侵袭而生存的关键,”阿米泰说。

  研究人员使用一种称为分子动力学模拟的技术探索了几何形状对免疫优势的影响。他们进一步模拟了称为抗体亲和力成熟的过程。这个过程在B细胞遇到病毒(或疫苗)后发生,它决定了哪些抗体在免疫反应中占主导地位。

  每个B细胞的表面都有称为B细胞受体的蛋白质,该蛋白质与不同的外源蛋白质结合。一旦特定的B细胞受体与HA蛋白牢固结合,该B细胞就会被激活并开始迅速繁殖。这个过程将新的突变引入B细胞受体,其中一些突变结合更紧密。这些更好的粘合剂倾向于存活,而较弱的粘合剂则死亡。在此过程的最后,需要一到两周的时间,会有一群B细胞非常擅长与HA蛋白牢固结合。这些B细胞分泌与HA蛋白结合的抗体。

  Chakraborty说:“随着时间的流逝,在感染后,抗体在靶向这种特定抗原方面变得越来越好。”

  研究人员对这一过程的计算机模拟显示,当接种典型的流感疫苗时,B细胞受体可以

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