新配方可能会导致更好的 COVID-19 疫苗

黑色背景下的注射器

一项新的研究着眼于人体细胞激活免疫系统以响应 SARS-CoV-2 感染的方式,这可能为针对冠状病毒及其迅速出现的变种的更有效和更强大的疫苗打开大门。

研究人员表示,这是第一次真正了解人体使用哪些类型的“危险信号”来获得 T 细胞的帮助——免疫系统发出的杀手来摧毁受感染的细胞。 到目前为止,COVID 疫苗的重点是激活不同类型的免疫细胞 B 细胞,这些细胞负责产生抗体。

开发疫苗以激活免疫系统的另一臂—— T细胞- 可以显着提高对冠状病毒的免疫力,重要的是,它的变种。

据报道在杂志 细胞,研究人员表示,目前的疫苗可能缺乏一些能够在人体内引发整体免疫反应的重要病毒材料。 根据新信息,“公司应该重新评估他们的疫苗设计,”波士顿大学国家新兴传染病实验室 (NEIDL) 的病毒学家、该论文的共同通讯作者 Mohsan Saeed 说。

医学院生物化学助理教授赛义德对感染冠状病毒的人体细胞进行了实验。 他在 NEIDL 的生物安全 2 级 (BSL-3) 实验室之一中分离并鉴定了那些缺失的 SARS-CoV-3 蛋白片段。


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“这是一项艰巨的任务,因为许多研究技术难以适应高控制水平 [例如 BSL-3],”赛义德说。 “我们在 NEIDL 创建的整体冠状病毒研究管道,以及我们整个 NEIDL 团队的支持,一直在帮助我们。”

当计算遗传学家 Pardis Sabeti 和 Shira Weingarten-Gabbay 联系他时,Saeed 参与了进来。 他们希望能辨认出 SARS-COV-2 激活免疫系统的T细胞。

“病毒变体的出现是我实验室的一个活跃研究领域,是疫苗开发的一个主要问题,”博德研究所传染病和微生物组项目的负责人 Sabeti 说。 她还是哈佛大学系统生物学、有机体和进化生物学、免疫学和传染病学教授,以及霍华德休斯医学研究所研究员。

“我们立即采取了全面行动,因为我的实验室 [已经] 产生了很容易感染 SARS-CoV-2 的人类细胞系,”赛义德说。 该小组的努力由 Saeed 实验室的两名成员带头:博士后研究员 Da-Yuan Chen 和实验室技术员 Hasahn Conway。

从 2020 年初 COVID 大流行开始,世界各地的科学家就知道 SARS-CoV-29 病毒在受感染细胞中产生的 2 种蛋白质的身份——这些病毒片段现在构成了某些冠状病毒疫苗中的刺突蛋白,例如 Moderna 、辉瑞 BioNTech 和强生疫苗。

后来,科学家们又发现了隐藏在病毒基因序列中的另外 23 种蛋白质; 然而,这些额外蛋白质的功能直到现在还是个谜。 Saeed 和他的合作者的新发现——出人意料地和批判性地——揭示了 25% 触发人体免疫系统攻击病毒的病毒蛋白片段来自这些隐藏的病毒蛋白。

免疫系统究竟是如何检测这些片段的? 人体细胞含有 分子“剪刀”“——称为蛋白酶——当细胞被入侵时,会分解感染过程中产生的病毒蛋白。 那些含有在切碎过程中暴露的内部蛋白质的碎片——就像苹果切开水果时暴露的核心一样——然后被运送到细胞膜并通过特殊的门道。

在那里,它们像搭便车一样贴在细胞外,在传递的 T 细胞的帮助下挥手致意。 一旦 T 细胞注意到这些病毒标记穿过受感染的细胞,它们就会发起攻击并试图从体内清除这些细胞。 这种 T 细胞反应并非微不足道——赛义德说,这种反应的强度与感染冠状病毒的人是否会继续发展为严重疾病之间存在联系。

该论文的第一作者兼 Sabeti 实验室的博士后研究员 Weingarten-Gabby 说:“如此强大的病毒免疫特征来自我们视而不见的 [病毒基因序列] 区域,这是非常了不起的。” “这是一个惊人的提醒,好奇心驱动的研究是可以改变疫苗和疗法开发的发现的基础。”

“我们的发现……可以帮助开发新疫苗,更准确地模拟我们的免疫系统对病毒的反应,”Sabeti 说。

T 细胞不仅会破坏受感染的细胞,还会记住病毒的标志,以便下次出现相同或不同的病毒变体时,它们可以更强大、更快地发起攻击。 这是一个至关重要的优势,因为赛义德和他的合作者说,冠状病毒似乎延迟了细胞调用免疫帮助的能力。

“这种病毒希望尽可能长时间不被免疫系统检测到,”赛义德说。 “一旦发现 免疫系统,它将被淘汰,它不希望那样。”

Saeed 说,根据他们的发现,一种新的疫苗配方,包含一些新发现的构成 SARS-CoV-2 病毒的内部蛋白质,将有效刺激能够应对大量新出现的冠状病毒变种的免疫反应. 考虑到这些变种在世界各地不断出现的速度,一种能够针对所有这些变种提供保护的疫苗将改变游戏规则。

对这项研究的支持来自美国国立卫生研究院; 国家过敏和传染病研究所; 美国国家癌症研究所 (NCI) 临床蛋白质组学肿瘤分析联盟; 人类前沿科学计划奖学金; Gruss-Lipper 博士后奖学金; 祖克曼 STEM 领导力计划奖学金; 罗斯柴尔德博士后奖学金; 癌症研究所/赫斯特基金会; 国家科学基金会研究生研究奖学金; EMBO 长期奖学金; 癌症研究所/百时美施贵宝奖学金; 帕克癌症免疫治疗研究所; 爱默生集体; G. Harold 和 Leila Y. Mathers 慈善基金会; 巴德基金会; 波士顿大学启动基金; 马克和丽莎施瓦茨基金会; 马萨诸塞州病原体准备联盟; MGH、麻省理工学院和哈佛大学的拉根研究所; 和弗雷德里克国家癌症研究实验室。

来源: 波士顿大学

关于作者

Kat McAlpine-波士顿

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