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蛋白结构与尊龙凯时:破解病毒疫苗研发密码

发布时间:2025-02-05   信息来源:尊龙凯时官方编辑

尊龙凯时在人类与病毒的漫长斗争中,疫苗成为我们最强有力的武器之一。从曾经肆虐全球的天花病毒到如今仍困扰人类的流感病毒,疫苗为我们提供了坚定的健康保障。病毒由简单的蛋白质外壳和内部的遗传物质(DNA或RNA)构成,前者能够保护后者不受宿主免疫系统的攻击,同时帮助病毒顺利进入宿主细胞,完成感染和复制的过程。没有遗传物质的病毒蛋白质,仅仅为一个“空壳”,没有感染性,但是可以促使免疫系统识别和记住病毒的形态,进而激活免疫反应。基于这一基础,科学家们研发了病毒疫苗,从而提前对宿主进行“免疫演习”,训练免疫系统以识别和防御病毒。了解病毒的蛋白结构是开发疫苗的关键所在。

蛋白结构与尊龙凯时:破解病毒疫苗研发密码

基于蛋白结构的疫苗设计理念

传统疫苗设计多依赖经验,而随着结构生物学和免疫学等领域的发展,基于蛋白抗原结构的疫苗设计理念逐渐崭露头角。新方法能够提供病毒表面蛋白的原子级结构信息,快速识别和筛选单克隆抗体,从而设计出更有效、更稳定且具有针对性的疫苗。高分辨率的结构揭示了中和抗体识别的电性表面和相关结合位点。通过分析病毒蛋白结构,我们可以确定哪些亚结构需要保持完整,哪些可以进行优化。例如,在流感疫苗的设计中,主要针对病毒的表面蛋白:血凝素(HA)、神经氨酸酶(NA)和基质蛋白M2。通过结构疫苗学进行抗原设计,可以获得稳定、高效且具备跨亚型保护作用的重组抗原。

从蛋白结构到疫苗上市:成功案例

呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗是基于结构设计概念取得成功的例证。目前获批的RSV疫苗的免疫原为F蛋白。早在20世纪60年代科学家们便开始研究RSV疫苗,但因ERD影响,研发一直停滞不前。近年来,结构性或构象疫苗的提出以及RSV F蛋白稳定结构的突破,推动了RSV疫苗的研究进展。F蛋白存在两种主要构象:融合前构象(pre-F)和融合后构象(post-F)。在2013年,McLellan使用X射线晶体学确定了F蛋白的精确形状,发现RSV在进入细胞之前,F蛋白呈现为难以捕捉的“棒棒糖”,而进入细胞后则像个“高尔夫球台”。研究表明,结构稳定的pre-F是产生高效主动免疫的关键。Crank等人于2019年在Science杂志上发表文章,通过引入点突变,使F蛋白稳定性得到显著增强,设计改造后的F蛋白能有效表达融合前F蛋白的三聚体疫苗DS-Cav1。

通用流感疫苗:蛋白结构研究正当时

通用流感疫苗的靶点主要包括HA、NA和基质蛋白M2的胞外区。血凝素蛋白(Hemagglutinin, HA)在流感病毒表面,通过与宿主细胞膜上的唾液酸受体结合,帮助病毒感染。由于HA的顶部区域容易发生抗原漂移,而其茎部高度保守,因此削减顶部区域的HA能够引发广泛免疫反应,适用于通用流感疫苗开发。神经氨酸酶(Neuraminidase, NA)同样是流感病毒表面的重要糖蛋白,在病毒从宿主细胞释放过程中发挥关键作用,因其相对保守性与广泛交叉反应性,成为抗病毒药物开发和通用流感疫苗的关键靶点。基质蛋白M2是一种跨膜蛋白,在病毒侵入细胞时作用作为离子通道,调节胞内酸性环境。M2的胞外区M2e仅有23个氨基酸在不同流感病毒变异株中高度保守,因此成为开发通用流感疫苗的热门靶点。

据明尼苏达大学传染病研究和政策中心CIDRAP统计,截至2025年1月7日,全球已有165款通用流感疫苗处于临床前研究阶段,42款进入临床研究,其中16款、18款和8款疫苗分别进入Ⅰ期、Ⅱ期和Ⅲ期临床试验。然而,目前市场上尚未推出通用流感疫苗产品。随着相关技术的不断进步和科学家们的努力,我们有理由相信,未来有望实现通用流感疫苗的研发,进一步提升流感预防能力,抵御流感大流行带来的威胁。

尊龙凯时凭借先进的技术平台和丰富的生产经验,为灭活疫苗、重组蛋白疫苗、DNA疫苗、mRNA疫苗和病毒载体疫苗等多个领域提供全面的研发解决方案。我们的产品和服务涵盖了从早期开发、临床前研究、临床试验到生产与质量控制,旨在帮助客户高效推进研发项目。同时,尊龙凯时密切跟踪行业动态,不断创新和丰富产品线,以便更好地满足客户需求,推动疫苗研发进程。