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中国学者成功开发可提高登革疫苗安全性的新方法
at :2017/12/27 11:23:59    

军事医学研究院秦成峰研究员课题组和浙江大学化学系唐睿康教授课题组团队合作,在登革热疫苗研究方面取得重要进展,结合仿生材料技术提出了一种提高登革热疫苗安全性的创新方法,相关研究成果近期发表于国际知名期刊《化学科学》(Chemical Sciences,影响因子8.668)。原文标题为“Biomimetic inorganic camouflage circumvents antibody-dependent enhancement of infection”。

原文链接:

http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2017/sc/c7sc03868b

 

登革病毒(DENV)是目前世界上传播分布最广、发病人数最多的虫媒传染病,每年感染人数接近 4 亿,全世界有接近半数的人口生活在该病毒的威胁之下。登革病毒感染可导致包括发烧、皮疹、头痛、肌肉和关节疼痛等症状,重症患者可出现出血热、休克甚至死亡,全球每年约有 2 万人死于登革热。登革病毒存在四种血清型,不同血清型不仅没有交叉保护,反而会通过抗体依赖性感染增强(ADE)的作用机制导致病情严重,是目前导致重症登革热的主要原因。

 

2015 年底,赛诺菲公司的登革热四价疫苗正式获批,并迅速在新加坡、巴西、墨西哥、菲律宾等疾病流行国家启动了疫苗接种计划,被认为是对抗登革热的一个重大转折点。菲律宾政府迄今已有大约83万名菲律宾儿童接种至少一剂登革热疫苗。最新研究发现,赛诺菲的登革疫苗仅可在感染过登革热的人群中有保护作用,未感染登革病毒的儿童接种者后,再次感染登革病毒反而更容易出现严重症状,安全性存在重大问题。登革热疫苗研究再次陷入困境,如何规避抗体依赖性感染增强现象(ADE),提高疫苗安全性成为当前登革疫苗研究领域首要问题。

 

为解决这一难题,军事医学研究院病原微生物生物安全国家重点实验室秦成峰课题组与浙江大学唐睿康课题组密切合作,提出了一种基于生物矿化的仿生策略,可以在不影响疫苗有效性的同时,有效避免登革登革热疫苗免疫过程中抗体介导感染增强现象(ADE)的发生。在自然界中,一些微生物会运用伪装策略实现自我保护,比如细菌在感染过程中通过在其表面结合来源于宿主的血清蛋白来逃避免疫系统的清除。受其启发,研究人员以登革热嵌合疫苗株ChinDENV为模板,利用生物矿化手段将无定形磷酸钙高效包装于疫苗颗粒表面,形成单分散的疫苗/磷酸钙复合物(图一);
 


 

图一 利用生物矿化手段将无定形磷酸钙高效包装于疫苗颗粒表面,形成的单分散疫苗/磷酸钙复合物。

 

其表面的磷酸钙外壳可有效阻止预存抗体对病毒表面蛋白的识别,避免病毒-抗体免疫复合物的形成,因此也不会通过Fc受体介导的途径进入细胞(图二)。

图二 包裹磷酸钙外壳的病毒可有效阻止预存抗体对病毒表面蛋白的识别,也不会通过Fc受体介导的途径进入细胞。

 

进一步动物模型中研究发现,而未经处理的登革疫苗在预存抗体存在情况下的确可导致更为严重的疾病和死亡,而经过磷酸钙修饰的登革疫苗免疫原性未发生显著改变,即使在有预存抗体的情况下也未观察到ADE现象的发生(图三)。研究中使用的磷酸钙材料具有良好的生物相容性,没有免疫原性,安全性好,显示出较好的应用前景。

图三 经过磷酸钙修饰的登革疫苗有效避免小鼠ADE现象的发生,提高小鼠存活率。

 

军事医学研究院秦成峰研究员和浙江大学化学系唐睿康教授为本文通讯作者。此前,秦成峰/唐睿康团队密切合作,提出了病毒生物矿化的原创性交叉学科概念,建立了对不同类型病毒进行生物矿化修饰的技术平台,能够对不同类型的病毒颗粒进行生物矿化修饰。运用相关技术先后对艾滋疫苗(Adv Materials, 2016)、乙脑疫苗(Chem Sci, 2016; Angew Chem Int Ed, 2012)、脊髓灰质炎疫苗(ACS Nano, 2015)、黄热疫苗(Biomaterials,2016)和EV71疫苗(PNAS, 2013)进行了改进与优化,在提高疫苗稳定性和安全性方面显示出广阔的应用前景。相应技术先后申请发明专利6项,获授权4项,并被Nature旗下科学商业期刊SCIBX本周技术栏目专题评述。

 

秦成峰研究员2017年部分重要成果汇总:

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