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Nat Commun:美明尼苏达大学李放教授研究组发表中东呼吸综合征冠状病毒疫苗设计研究进展

摘要 : 2016年11月22日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature communications》杂志在线发表了美国明尼苏达大学终身教职李放副教授,北京微生物流行病学研究所的周育森教授以及上海复旦大学的姜世勃教授共同合作的一篇研究论文,论文报道了中东呼吸综合征冠状病毒疫苗设计研究进展。

 2016年11月22日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature communications》杂志在线发表了美国明尼苏达大学终身教职副教授李放,北京微生物流行病学研究所的周育森教授以及上海复旦大学的姜世勃教授共同合作的一篇研究论文,论文报道了中东呼吸综合征冠状病毒疫苗设计研究进展。美国纽约血液中心的杜兰英副研究员、周育森教授的博士生太万博和李放教授的博士生杨洋为文章的共同第一作者,李放教授,周育森教授和姜世勃教授为论文共同通讯作者。

目前市面上两种常用的病毒疫苗均存在一定的局限性。一种是传统疫苗,高效,但仍有感染人体的风险;另一种为亚单位疫苗,方便安全,但其低效性严重限制了更广泛的应用。如何突破疫苗的局限性,开发更好的疫苗,一直是困扰科学家的重大难题。近日,科学家寻找到并克服了中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)疫苗设计上的内在缺陷,极大提高了该疫苗的有效性。

在合作攻关研究中,科学家发现当病毒的单个蛋白质被单独制备成亚单位疫苗时,其表面很多区域会非自然暴露出来,而这些区域在病毒整体颗粒上是隐藏的。这些非自然暴露的区域对人体免疫系统产生了负干扰,使该系统无法针对疫苗分子表面的有效部位产生高效反应。以中东呼吸综合征冠状病毒亚单位疫苗为模版,他们测量并发现疫苗分子表面有一处对人体免疫系统的负干扰最强。随后,他们用分子工程技术对此处进行了修饰改造。改造后的疫苗在动物模型攻毒试验中表现出超高的有效性。

该项研究从理论和实际上解决了病毒疫苗设计领域长期受困的难题,有助于进一步设计出针对中东呼吸综合征冠状病毒和严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)的超高效亚单位疫苗。正如李放研究员所说:“在新病毒层出不穷而旧病毒难以根除的今天,这项研究为亚单位疫苗对抗病毒感染的前景带来了新希望。”

原文链接:

Introduction of neutralizing immunogenicity index to the rational design of MERS coronavirus subunit vaccines

原文摘要:

Viral subunit vaccines often contain immunodominant non-neutralizing epitopes that divert host immune responses. These epitopes should be eliminated in vaccine design, but there is no reliable method for evaluating an epitope’s capacity to elicit neutralizing immune responses. Here we introduce a new concept ‘neutralizing immunogenicity index’ (NII) to evaluate an epitope’s neutralizing immunogenicity. To determine the NII, we mask the epitope with a glycan probe and then assess the epitope’s contribution to the vaccine’s overall neutralizing immunogenicity. As proof-of-concept, we measure the NII for different epitopes on an immunogen comprised of the receptor-binding domain from MERS coronavirus (MERS-CoV). Further, we design a variant form of this vaccine by masking an epitope that has a negative NII score. This engineered vaccine demonstrates significantly enhanced efficacy in protecting transgenic mice from lethal MERS-CoV challenge. Our study may guide the rational design of highly effective subunit vaccines to combat MERS-CoV and other life-threatening viruses.

来源: Nature Communications 浏览次数:4

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