國際合作10年 深圳科研人員找到抗擊黃病毒的最優「潛力股」

中國科學院深圳先進技術研究院腦信息中心正高級工程師、中國科學院深圳理工大學(籌)生命健康學院教授張小康

(大公文匯網記者 郭若溪)記者12月8日獲悉,中國科學院深圳先進技術研究院腦信息中心/中國科學院深圳理工大學(籌)生命健康學院張小康課題組聯合法國巴斯德研究所、牛津大學以及加州大學洛杉磯分校多家單位聯合完成的最新研究成果12月1日發表於《細胞》。該研究團隊歷經十年,獲得了能夠有效對抗多種病毒的C10抗體,為進一步研發無副作用的抗病毒疫苗奠定了基礎。該研究成果填補了傳統晶體學研究中缺失天然構象的空白,發現了病毒表面的結構蛋白排列組合對抗體中和效率有重要影響,為未來疫苗優化提供了新方向。

中國科學院院士、中國疾控中心主任高福表示,這一研究揭示了抗病毒疫苗設計的嶄新策略。

據中國科學院深圳先進技術研究院科研人員介紹,Dengvaxia是世界上首個批准上市的唯一登革疫苗,自2015年底在巴西、菲律賓等登革流行區域批准上市後,已在全球多個國家投入接種。然而該疫苗Dengvaxia在菲律賓相繼出現5例接種兒童死亡案例,使得登革疫苗備受爭議。

廣泛中和抗體C10二價結合模型

「究其原因,可能是由於同時注入的四種混合減毒株在機體內產生相互干擾,最終導致不平衡的免疫反應。」論文共同第一作者張小康表示。

研究團隊歷經十年的時間,從痊癒病人的血清中發現了多種中和抗體,其中一種抗體C10不僅對四型登革病毒,亦能對寨卡病毒產生有效中和。

構建病毒全貌 走出「盲盒」策略

「傳統的疫苗製作工藝就像是『開盲盒』,我們不知道病毒長什麼樣,需要通過對現有的病毒蛋白進行大量篩選,篩選出具備藥物潛力的抗體,進而製成預防該類病毒的疫苗。相較於其他藥品來說,疫苗產品開發技術難度大、資金投入多、研製周期長。」張小康指出,與其猜測病毒長什麼樣,不如真實去觀察病毒的形貌。

在研究過程中,研究團隊利用冷凍電鏡、X-ray蛋白晶體衍射技術等多種前沿生物物理技術,在解析登革全病毒高分辨結構後,繼而鑽研抗病毒疫苗設計,解析了包括登革寨卡在內的10種抗原抗體結合的高分辨結構,為抗體篩選和疫苗優化提供了精細、準確的「設計圖紙」。

以張小康課題組自主開發的冷凍電鏡技術為例,該技術使得對蛋白質最微小部分的解析成為可能,分辨率達到一根頭髮絲的六十萬分之一,精細、準確地描繪了病毒的全樣貌。

為疫苗優化設計帶來新思路

隨着人類對生活和生命質量的日益重視,疫苗的研發、優化對人類預防傳染病十分重要。市場研究和諮詢公司Future Market Insights近期發布的報告顯示,到2031年,登革熱疫苗市場預計將超過10億美元,其原因在於登革熱高發地區發病率的上升。

作為生命健康領域具備極高技術門檻的領域,疫苗的研發和優化需要科技工作者瞄準科技前沿,深耕基礎研究,推動科技工作服務社會民生需求。

該研究總結了以往的疫苗開發的各種情況,特別是針對以往抗體研究只關注對單一抗原蛋白這一情況,提出疫苗設計不應該僅關注表位互補,還應該增加對類似於二聚體等高級幾何組合形式等信息的關注這一新觀點,為將來表位疫苗優化設計指出了新方向。