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开发基于植物的脊髓灰质炎加强疫苗

乔纳斯·索尔克(Jonas Salk)创建了一种自1955年以来一直使用的脊髓灰质炎疫苗;阿尔伯特·萨宾(Albert Sabin)创建了自1961年以来投放市场的另一种疫苗。这两种疫苗加在一起几乎消除了地球上的脊髓灰质炎。

重在上。在亚洲,非洲和美洲的发展中国家,疫情一直持续存在,部分原因是这些疫苗的局限性。最近,在2013年,以色列报告了“无声” 脊髓灰质炎爆发,其中没有人生病,但在环境和接种疫苗的人中发现了该病毒。

宾夕法尼亚大学科学家领导的新研究为替代方法提供了希望。宾夕法尼亚大学的团队与美国疾病控制与预防中心和美国食品与药物管理局的研究人员合作,通过操纵植物表达脊髓灰质炎病毒中发现的蛋白质,开发了口服疫苗加强剂。对来自免疫小鼠的血清进行的测试表明,加强免疫力可以抵抗所有三种脊髓灰质炎血清型。

宾州牙科医学院生物化学系教授,这项工作的资深作者亨利·丹尼尔(Henry Daniell)说:“我们的疫苗研究有可能为及时解决全球脊髓灰质炎的爆发提供解决方案。”

丹尼尔(Daniell)以植物为基础的系统用于制造疫苗,他与实验室成员Chan Hui-Ting Chan和Xiaoyuhong Xiao以及CDC的William C. Weldon和Steven M. Obserste以及CDC的Konstantin Chumakov一起工作。 FDA。

该论文发表在《植物生物技术杂志》上。

自1988年发起全球根除脊髓灰质炎行动以来,由世界卫生组织,扶轮国际,疾病预防控制中心和联合国儿童基金会带头开展了广泛传播脊髓灰质炎疫苗的合作,该疾病的发病率已从350,000例减少了99%以上从1988年的74个增长到2015年的74个。然而,要确保世界没有小儿麻痹症,仍然存在挑战。

目前,全世界都在使用两种疫苗,即二价口服脊髓灰质炎疫苗或bOPV,以及灭活的脊髓灰质炎疫苗IPV,以预防脊髓灰质炎。每个都有独特的优势;IPV保护个人,而口服疫苗则可以保护社区。两者对于使世界比以往任何时候都更加重要。

IPV是非常安全的,但比bOPV昂贵得多,并且由于它是一种注射剂,因此不如bOPV口服给药那么容易。而且,它不会诱导肠道免疫,这意味着接种疫苗的个体仍然可以散发病毒。这就是2013年在以色列发生的情况,当时在污水中发现了脊髓灰质炎病毒,并开展了口服脊髓灰质炎疫苗快速疫苗接种运动,以防止传播给未接种疫苗的人。

与IPV相比,bOPV具有更好的肠道免疫力,因此有潜力更好地预防脊髓灰质炎病毒的传播。但是,由于在口服脊髓灰质炎疫苗中发现了减毒活病毒,因此在极少数情况下,在免疫不足的社区中,该病毒会随着时间的推移发生突变,并转化为可导致麻痹的病毒形式。这种风险是导致tOPV于4月份全面撤出的原因,tOPV是针对该病毒所有三种血清型的三价OPV。最终,所有形式的口服脊髓灰质炎疫苗将在全球范围内撤回。然而,保持针对脊髓灰质炎病毒的肠道免疫的重要性仍然是一个问题。

为了解决当前疫苗的不足,Daniell及其同事旨在设计一种不基于减毒活脊髓灰质炎病毒的加强疫苗,并且可以诱导针对所有三种血清型脊髓灰质炎的粘膜免疫。此外,尽管IPV和bOPV需要冷藏,但研究人员希望设计一种无需长期冷藏即可稳定的疫苗,从而使护理时的存储,运输和管理更加容易。

Daniell的基于植物的药物开发平台非常适合该任务。在其中,通过用基因轰击叶片直至叶绿体吸收了该基因,从而促使植物生长出所需的生物分子。然后植物在其叶片中产生相关的蛋白质,该蛋白质可以生长然后冷冻干燥并封装以用于口服。

为了诱导针对脊髓灰质炎的免疫力,研究人员决定针对病毒蛋白1或VP1,这是脊髓灰质炎所有三种血清型中都存在的一种结构蛋白。他们它融合到载体蛋白霍乱毒素B亚单位,这使得蛋白交叉粘膜表面,然后确认,它们可以稳定表达在烟草和莴苣植株融合蛋白。

接下来,他们将表达融合蛋白的冻干植物材料喂给小鼠,以查看它是否可以在已经接种IPV疫苗的小鼠中诱导免疫反应。

丹尼尔说:“与佐剂一起配制的疫苗在小鼠中诱导了高水平的粘膜和全身免疫,”分别对应于IgA和IgG抗体反应。“而且当CDC对来自免疫小鼠的数百份血清样本进行测试时,他们发现它可以中和脊髓灰质炎病毒的所有三种血清型。”

研究人员希望寻求FDA批准在人体进行临床研究,这无病毒疫苗,可以相对低成本生产,不需要冷藏或特殊处理,因此最终可能导致一个无脊髓灰质炎世界。

他说:“我们可以将胶囊运送到世界的每一个角落,并提高IPV的接种率。” “现在是时候改善后,我们已经使用了75年来接种疫苗。”

此外,丹尼尔(Daniell)说,低成本加强疫苗的概念可以用于许多其他病毒性疾病,因为免疫力在衰老时会减弱,从而导致潜伏病毒的重新激活。带状疱疹是一个很好的例子。

他说:“可以通过简单的提振来避免这种情况。”

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