Nature：自组装的通用流感疫苗

科学家们找到了对抗流感的新武器，这是一种能够进行自我组装的纳米颗粒。与市面上的商业化疫苗相比，这种新型流感疫苗能够为机体提供更好的保护。文章于五月二十二日发表在Nature杂志上。

　　

生物通报道：科学家们找到了对抗流感的新武器，这是一种能够进行自我组装的纳米颗粒。与市面上的商业化疫苗相比，这种新型流感疫苗能够为机体提供更好的保护。

目前制造流感疫苗主要使用灭活的完整病毒，这类疫苗需要定期重制，以靶标下一季最可能流行的病毒菌株。但新型纳米颗粒不需要如此频繁的更新，因为它们诱导产生的抗体能够中和更为广泛的流感菌株，甚至可以对抗还未出现的新流感变种。

“这将引领我们走近通用疫苗的时代，”Gary Nabel说，他之前在美国国家过敏与感染性疾病研究所领导了这项研究。文章于五月二十二日发表在Nature杂志上。

商业化疫苗制备往往需要在鸡胚或细胞中培养真正的病毒，这一过程相当费时。但制造这种自我组装的纳米颗粒不需要进行上述程序。“从理论上说，一旦鉴定了可能流行的新病毒株，就可以快速生产出相应的纳米颗粒疫苗，”牛津大学的疫苗研究者Sarah Gilbert评论道。

血凝素HA是流感病毒衣壳上的主要抗原性蛋白，而铁蛋白ferritin是能够自然形成球状簇的离子转运蛋白。Masaru Kanekiyo将这两种蛋白融合起来，生成能够自动装配的HA–ferritin复合体。该复合体从铁蛋白核心伸出由HA组成的八个突起，模拟流感病毒衣壳上的天然HA突起。“我们创造了能够自我组装的全新分子，”Nabel说。

研究人员将上述纳米颗粒分别注射到小鼠和雪貂体内，发现纳米颗粒诱导的抗体水平比传统疫苗高得多，小鼠实验中高34倍，雪貂实验中高十倍。Nabel认为，与真正的病毒相比，纳米颗粒上的HA分子没那么密集，也不会被其他衣壳蛋白遮蔽，能让免疫系统获取更全面的信息。

最开始研究人员用1999年H1N1菌株的HA来制造纳米颗粒，他们随后发现这些纳米颗粒也能帮助雪貂抵抗许多其他H1N1菌株，包括2007年流行的H1N1菌株。这意味着，新型疫苗具有预防未来流感菌株的潜力。

这种纳米颗粒诱导的抗体，靶标不同流感菌株的通用HA位点，包括识别宿主细胞的头部和帮助病毒入侵的茎部。因此，新型纳米颗粒疫苗能够为机体提供非常广泛的保护。

现在，研究人员计划对这些纳米颗粒进行临床试验，并力争进行工业化生产。此外，他们也在尝试用同样的方法，制造HIV疫苗和疱疹疫苗。Nabel希望这一技术也能适用于开发细菌和寄生虫病的疫苗。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Self-assembling influenza nanoparticle vaccines elicit broadly neutralizing H1N1 antibodies

Influenza viruses pose a significant threat to the public and are a burden on global health systems1, 2. Each year, influenza vaccines must be rapidly produced to match circulating viruses, a process constrained by dated technology and vulnerable to unexpected strains emerging from humans and animal reservoirs. Here we use knowledge of protein structure to design self-assembling nanoparticles that elicit broader and more potent immunity than traditional influenza vaccines. The viral haemagglutinin was genetically fused to ferritin, a protein that naturally forms nanoparticles composed of 24 identical polypeptides3. Haemagglutinin was inserted at the interface of adjacent subunits so that it spontaneously assembled and generated eight trimeric viral spikes on its surface. Immunization with this influenza nanoparticle vaccine elicited haemagglutination inhibition antibody titres more than tenfold higher than those from the licensed inactivated vaccine. Furthermore, it elicited neutralizing antibodies to two highly conserved vulnerable haemagglutinin structures that are targets of universal vaccines: the stem4, 5 and the receptor binding site on the head6, 7. Antibodies elicited by a 1999 haemagglutinin–nanoparticle vaccine neutralized H1N1 viruses from 1934 to 2007 and protected ferrets from an unmatched 2007 H1N1 virus challenge. This structure-based, self-assembling synthetic nanoparticle vaccine improves the potency and breadth of influenza virus immunity, and it provides a foundation for building broader vaccine protection against emerging influenza viruses and other pathogens.