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小鼠研究显示,工程病毒可能能够阻止冠状病毒感染

目前还没有疫苗可以保护人们免受冠状病毒的感染,包括引起 COVID-19 的 SARS-CoV-2,或引起 SARS 和 MERS(中东呼吸综合征) 的疫苗。随着 COVID-19 肆掠,世界各地的许多实验室都专注于了解该病毒,并找到阻止它的最佳策略。

本周在美国微生物学会期刊 mBio 上,一个跨学科研究团队描述了一种有希望的针对 MERS 病毒的候选疫苗。自 2012 年 MERS(中东呼吸综合征)疫情开始以来,已有超过 850 人死亡,研究认为该病毒的病死率超过 30%。

在这篇新论文中,研究人员提出他们对一种 MERS 病毒疫苗所采取的方法也可能对 SARS-CoV-2 起作用,该疫苗的递送方法是一种被称为副流感病毒 5 (PIV5) 的 RNA 病毒,这种病毒被认为会导致一种被称为狗的犬舍咳嗽的病症,但似乎对人无害。研究人员在病毒中添加了一个额外的基因,这样被感染的细胞就会产生已知参与 MERS 感染的 S,或刺突糖蛋白。

“我们知道人们已经暴露于 PIV5,但它似乎是人类的一种无害病毒,”爱荷华市爱荷华大学儿科肺科专家和冠状病毒专家 Paul McCray 医学博士说,他与雅典佐治亚大学病毒学家 Biao He 博士共同领导了这项新研究。“PIV5 似乎不会引起细胞病变效应。”MERS 病毒无法在小鼠体内复制,因此为了测试疫苗 McCray 开发了一种模拟人类感染的小鼠模型。这些小鼠经过基因工程改造,表达了 DPP4,这是 MERS 病毒用作人类细胞切入点的蛋白。

实验室测试表明,鼻内给予单剂疫苗可有效地引起感染细胞产生S蛋白,进而触发动物宿主体内对该蛋白的免疫反应。

小鼠接受疫苗四周后,将它们暴露于一种MERS病毒株中,这种病毒适合于小鼠,引起致命的感染。还向接受不同PIV5疫苗(不含S蛋白基因的疫苗)或含肌内注射灭活的MERS病毒的小鼠组给予MERS病毒。

用修饰的PIV5病毒免疫的所有小鼠在MERS病毒感染中存活。相反,用无S的PIV5免疫的所有小鼠均死于感染。灭活的MERS病毒的肌内疫苗只能保护25%的小鼠免于致命感染。接受灭活的MERS病毒的小鼠的嗜酸性粒细胞,白细胞水平高于平均水平,表明感染或发炎。他说,这种联系引起了灭活MERS病毒作为潜在疫苗的安全性问题。他说,这项研究表明鼻内基于PIV5的疫苗对小鼠的MERS有效,应就其针对其他危险冠状病毒,包括SARS-CoV-2的潜力进行研究。

麦克雷说:“我们对将病毒用作基因传递载体非常感兴趣。”麦克雷还研究了类似的策略来治疗囊性纤维化。现在,就像世界各地的同事一样,McCray和He都将他们的研究工作集中在SARS-CoV-2上,与处理感染和测试疫苗的小鼠模型类似。

麦克雷说,找到一种有效的疫苗来对抗导致COVID-19的冠状病毒是一项与时间的竞赛。他说:“百分之一百的人口不会第一次接触这种病毒,这意味着再次感染时会有更多的人受到感染。” “我们还不知道人们是否能够从SARS-CoV-2感染中获得持久的免疫力,因此,重要的是考虑保护人群的方法。”