PNAS amp;JBC解读！科学家有望开发出治疗SARS-CoV-2和HIV感染的新型有效疫苗！

2020年12月20日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“A facile method of mapping HIV-1 neutralizing epitopes using chemically masked cysteines and deep sequencing”和国际杂志Journal of Biological Chemistry上题为“Design of a highly thermotolerant， immunogenic SARS-CoV-2 spike fragment”的两篇研究报告中，来自印度科学理工学院等机构的科学家们通过研究开发出了能有效抵御SARS-CoV-2和HIV的新型有效的疫苗策略。此前研究人员报告了设计了一种耐热的COVID-19候选疫苗，以及一种快速的方法，该方法能识别被抗体所靶向作用的HIV包膜蛋白上的特殊区域，而这种抗体则能够帮助科学家们设计出有效的疫苗。

COVID-19候选疫苗包含有称之为受体结合结构域（RBD）的SARS-CoV-2的刺突蛋白的一部分，该区域能帮助病毒吸附到宿主细胞上，当研究人员在豚鼠模型体内进行测试时，他们发现，候选疫苗能够引起宿主产生强烈的免疫反应。令人惊讶的是，这种候选疫苗还能在37度的温度下保持稳定一个月，而冻干的候选疫苗也能够对高达100度的温度耐受；这或许就使得疫苗能够便于储存和运输，而不需要昂贵的冷链设备进行运输就能在偏远地区进行大规模的人群接种。大多数的疫苗需要在2-8度的环境中或更低的温度下储存以免会失去疫苗的作用效力。与诸如mRNA疫苗等新型疫苗类型相比，制作基于蛋白质的疫苗在印度能够很容易扩大规模，因为印度的疫苗制造商们已经制作了几十年类似的疫苗了。

图片来源：medicalxpress.com

目前研究人员正在研究的候选疫苗还与其它许多正在研发的COVID-19疫苗之间有一个区别，其仅会利用RBD的特定部位，即一串200个氨基酸的序列，而不是整个刺突蛋白。研究人员通过质粒将编码该部分的基因插入到了哺乳动物细胞中，随后细胞就会制造出RBD部分的拷贝，研究者发现，RBD的配方在豚鼠体内引发免疫反应方面与刺突蛋白一样优秀，而且其在高温下也稳定得多，完整的刺突蛋白在50度以上的温度下会很快失去活性。研究者Varadarajan说道，目前我们需要项目资助来将相关研究结果推向临床研究阶段，其中就包括对大鼠进行的安全性和毒理性研究，以及在人体测试之前进行的工艺开发和临床试验，这些研究或许会花费大约10亿卢比。

在第二项研究中，研究人员重点对HIV病毒进行了相关研究，研究人员旨在寻找确定能被中和性抗体所靶向作用的HIV包膜蛋白的关键部位，这些抗体能够阻断病毒进入细胞，而且能很好地对其标记从而被宿主机体其它免疫细胞所发现。基于这些区域的额疫苗或许就能够诱导宿主机体产生更好的免疫反应。为了绘制该区域的图谱，研究人员使用X射线晶体衍射学技术和低温电镜技术，但这些方法耗时、复杂且昂贵，因此研究人员就想寻找其它方法最终得出一种简便但有效的解决方案。

首先他们对病毒进行突变以便称之为半胱氨酸的氨基酸能够在包膜蛋白的几个地方出现，随后研究人员加入了一种化学标签粘附在半胱氨酸分子上，最后再利用中和性抗体来靶向作用病毒。如果这些抗体因为被半胱氨酸标签所阻断而无法与病毒上的关键位点结合的话，那么病毒就会存活并引起感染，通过对存活突变体病毒中的基因进行测序，研究人员就能够识别出这些位点。

最后研究者表示，这是一种快速弄清楚抗体结合位置的方法，其对于疫苗设计非常有用，同时还能够帮助检测不同人群机体中的血清样本如何对相同的候选疫苗或病毒产生反应，从原则上来讲，研究人员还能将这种方法进行修饰以适应于任何病毒，当然这就包括SARS-CoV-2。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Rohini Datta， Rohan Roy Chowdhury， Kavyashree Manjunath， et al. A facile method of mapping HIV-1 neutralizing epitopes using chemically masked cysteines and deep sequencing， Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI： 10.1073/pnas.2010256117

【2】Sameer Kumar Malladi， Randhir Singh， Suman Pandey， et al. Design of a highly thermotolerant， immunogenic SARS-CoV-2 spike fragment， Journal of Biological Chemistry (2020). DOI： 10.1074/jbc.RA120.016284

【3】Developing effective vaccines against SARS-CoV-2 and HIV

by Ranjini Raghunath， Indian Institute of Science