斯坦福大学科学家正在研制单剂量纳米粒子COVID-19疫苗只需一剂即可产生免疫

根据发表在《ACS Central Science》杂志 上的一项新研究,一组研究人员正在开发一种新型COVID-19疫苗,这种疫苗含有纳米颗粒,这些纳米颗粒与我们在病毒表面尖峰上看到的蛋白质相同。虽然它仍处于早期、临床前阶段,但新疫苗可能是一种价格较低的替代方案,并且只需一剂就能发挥作用。

斯坦福大学的科学家创造了纳米粒子COVID-19疫苗

冠状病毒表面刺突通过融合感染宿主细胞,为病毒基因组进入并劫持人体细胞的机器创造通道,进而繁殖更多病毒的原因。

斯坦福大学网站上的文章称,科学家称冠状病毒的尖峰可以用作抗原,从而使其在体内的存在可以触发免疫反应。

斯坦福大学的研究目标是制造不需要冷链进行存储或运输的一次性注射疫苗。如果成功,应该很便宜。疫苗的目标人群是中低收入国家。

辉瑞,Moderna的mRNA疫苗价格昂贵,需要多次剂量

纳米颗粒疫苗是独一无二的-在基于病毒的疫苗的有效性与亚单位疫苗的更简单生产和安全性之间取得平衡。能够传递带有病毒抗原的疫苗通常比仅包含病毒分离片段的疫苗更有效。但是前者可能会花费更多的时间生产,经常会引起副作用,并且需要适当的冷藏。

核酸疫苗–比如辉瑞公司和Moderna公司的mRNA疫苗,已经获得了FDA的紧急使用授权–生产时间甚至比纳米粒子疫苗更短,但缺点是制造过程昂贵,此外还有多剂量的要求。

纳米粒子COVID-19疫苗旨在用于人类临床试验

小鼠早期试验显示,斯坦福纳米颗粒疫苗仅需一剂即可达到COVID-19免疫力。研究人员正在设计易于使用的疫苗,以冷冻干燥的粉末形式运输和存储。相比之下,美国最接近完全开发的疫苗都需要冷藏温度-大约华氏46至-94华氏度(摄氏8至-70摄氏度)。

目前该研究确实还处于早期阶段,仍然有很多工作要做。但是研究人员认为这是一种单剂量疫苗方案的坚实起点,这种方案不依赖于疫苗接种后使用病毒来产生保护性抗体。

研究人员即将推出的候选疫苗仍在进行微调,以使其更接近人体临床试验。

SARS-CoV-2刺突蛋白特别大,在仔细检查尖峰之后,Kim和他的团队决定删除尖峰底部附近的一段。

为了完成他们的疫苗,研究小组将缩短的冠状病毒尖峰与铁蛋白纳米颗粒(一种含铁的蛋白质)一起使用,该蛋白先前已在人体上进行了测试。在冠状病毒危机之前,研究人员曾利用这些纳米颗粒设计出一种可行的埃博拉疫苗。在SLAC国家加速器实验室的科学家的配合下,研究人员使用冷冻电子显微镜获得了尖峰铁蛋白纳米颗粒的3D图像-验证了团队结构的准确性。

科学家使用“伪冠状病毒”,避免生物危害实验室

小鼠测试涉及将缩短的尖峰纳米粒子与四个不同的潜在有效变体进行比较。这些包括没有纳米粒子的完整尖峰或部分尖峰,具有完整尖峰的纳米粒子以及仅保留在感染过程中用于结合细胞的特定尖峰部分的疫苗。

测试其疫苗的有效性将需要一个生物安全3级实验室,因此研究人员采用了实验捷径,即使用一种经过修饰的安全,伪冠状病毒进行修饰,以携带相同的“冠状”刺突。

纳米疫苗大大提高了抗体水平

研究人员监测了中和抗体的水平,以发现每种疫苗的潜在效力。抗体是人体响应抗原而产生的血液蛋白,能够中和的抗体是能够阻止病毒成功感染宿主细胞的抗体子集。

这两种纳米颗粒疫苗候选疫苗都提高了中和抗体水平——在只有一剂的情况下,中和抗体水平至少是患有COVID-19疾病的人的两倍。此外,缩短的刺状纳米颗粒疫苗比完整或结合的刺状或非纳米颗粒疫苗具有更高的中和反应。

斯坦福大学科学家正在制造单剂量纳米粒子COVID-19疫苗只需一剂即可产生免疫

COVID-19疫苗的快速发展是“前所未有的”

在第二次接种时,暴露于短刺纳米颗粒疫苗的小鼠出现了观察到的最高水平的关键中和抗体。

在回顾这个项目时,鲍威尔说,从开始到最初的小鼠研究大约需要4周的时间,科学已经崭露头角,能够生产出多种不同的疫苗,看起来它们对病毒显示出了有效性,以前一款疫苗研发成功的话,通常需要十年才能制造出疫苗。这是前所未有的。

纳米颗粒疫苗可能是不必要的

尽管该团队的新型疫苗是为难以获得其他冠状病毒疫苗的人群设计的,但考虑到其他候选疫苗取得成果的速度,并非没有可能-世界将不需要纳米颗粒COVID -19疫苗。获取更多前沿科技信息 访问:https://byteclicks.com

如果纳米粒子疫苗被证明是多余的,那么研究人员随时准备重新开始,并开发出一种更通用的冠状病毒疫苗-一种能够使人们针对SARS-CoV-1,MERS,SARS-CoV-2进行免疫的疫苗,此外还有可能存在的未知冠状病毒。

复杂的全球问题需要复杂的解决方案

疫苗是生物医学研究中最深刻的成就之一。它们是保护人们免受疾病侵害和挽救生命的一种极具成本效益的方法。这种冠状病毒疫苗是研究人员已经在做的工作的一部分-开发历史上很难或不可能开发的疫苗,例如HIV疫苗。

随着病毒不断地扩散和变异,人们普遍存在于经济不稳定中。即使辉瑞/BioNTech、Moderna以及目前正在推广的其他COVID-19疫苗最终被认为足以应对这一流行病,但病毒共存的复杂现实——再加上世界范围内的贫富悬殊,要求在开发疫苗时需要采取动态,非常规的思路。

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