丁思远教授：通过利用轮状病毒来制造针对诺如病毒的疫苗

位于圣路易斯的华盛顿大学医学院的研究人员发现了一种创造性的方法，通过利用轮状病毒来制造针对诺如病毒的疫苗。诺如病毒是食源性感染的主要原因，轮状病毒是一种与诺如病毒无关的病毒，目前已经有几种高效疫苗。

　　

   

   

肠道细胞(蓝色部分的细胞核)感染了一种轮状病毒，这种轮状病毒经过基因改造，携带了来自诺如病毒(绿色部分)的基因。华盛顿大学医学院的研究人员发现了一种创造性的方法，通过利用轮状病毒来制造针对诺如病毒的疫苗。诺如病毒是食源性感染的主要原因，轮状病毒是一种与诺如病毒无关的病毒，目前已经有几种高效疫苗。

图源:Takahiro Kawagishi/华盛顿大学

每年，诺如病毒导致数亿例食物中毒，至少5万名儿童死亡，但目前还没有真正的方法来控制它。事实证明，在实验室研究这种病毒异常困难，科学家们一直在努力开发有效的疫苗和药物。

华盛顿大学医学院的一项新研究描述了一种创造性的方法，通过利用轮状病毒的高效疫苗来制造对抗诺如病毒的疫苗，轮状病毒是一种与诺如病毒无关的病毒，也会导致腹泻。

研究人员通过将诺如病毒的关键蛋白添加到无害的轮状病毒毒株中，创造了一种实验性的轮状病毒-诺如病毒组合疫苗。接受实验疫苗的小鼠产生了抗轮状病毒和诺如病毒的中和抗体。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》网络版上，它概述了一种预防最常见、最棘手的病毒感染之一的创新方法。

资深作者、分子微生物学助理教授丁思远（Siyuan Ding）博士说，“几乎每个人都在某种程度上感染过诺如病毒，出去吃饭之后开始呕吐和腹泻。虽然之后会恢复的，但这三天左右会很难熬。然而，对于发展中国家无法获得清洁水的孩子来说，这可能是致命的。轮状病毒疫苗的效果非常好，而且已经建立了全球分发系统，所以基于这一点，我们看到了最终在对抗诺如病毒方面取得一些进展的机会。”

在2006年第一批轮状病毒疫苗推出之前，全世界每年有50万儿童死于轮状病毒感染引起的腹泻。现在，这一数字估计约为20万——仍然很高，但已经有了巨大的进步。四种轮状病毒疫苗在世界各地使用。所有疫苗都是活病毒疫苗，这意味着它们是基于轮状病毒的弱化形式，能够引发免疫反应，但不会使人生病。

另一方面，人类诺如病毒几十年来一直阻碍着科学研究。它不会感染小鼠、大鼠或任何其他普通实验动物，因此导致轮状病毒疫苗开发的各种实验不可能用诺如病毒复制。

Siyuan Ding博士和他的同事们提出了利用轮状病毒绕过诺如病毒工作的技术困难的想法。他们使用一种轮状病毒实验室毒株作为一种已获批准的轮状病毒疫苗的替代品，这种疫苗是专利的。

研究人员将形成人类诺如病毒外表面蛋白质的基因插入轮状病毒实验室株的基因组中。然后，他们将改良的轮状病毒口服给免疫功能低下的幼鼠，就像给儿童注射轮状病毒疫苗一样。他们在4周、6周和8周后采集了血液和粪便样本。在初次免疫9周后，研究人员给小鼠注射了增强剂，一周后再次采集样本。

在11只接受测试的小鼠中，有9只的血液和11只小鼠的肠道中都出现了强烈的抗体反应。更好的是，来自血液和肠道的一些抗体能够在培养皿中的人类“迷你肠道”培养物中中和这两种病毒。这种培养物，也被称为类器官，是从人类干细胞中培养出来的，并复制人类肠道的表面。

“传统上，疫苗研究主要集中在血液中的抗体反应，因为我们最了解免疫反应的这一部分，”Ding说，“但诺如病毒和轮状病毒都是肠道病毒，所以在对抗这些病毒方面，血液中的抗体不如肠道中的抗体重要。事实上，我们在肠道中看到强烈的抗体反应是一个好迹象。”

下一步是证明接种了实验疫苗的动物不太可能生病或死于诺如病毒。Ding博士正在进行这样的实验。

这项研究的力量在于，它概述了一种新的方法，可以加速针对各种引起腹泻的麻烦生物的疫苗开发，特别是在资源有限的国家，这些国家发生了许多此类感染。

“有很多肠道病原体，我们没有很好的治疗方法或疫苗，原则上，我们可以将来自任何感染肠道的有机体的基因放入轮状病毒疫苗中，从而制造出一种二价疫苗。当然，我们必须找到正确的目标来产生良好的免疫反应，但原理很简单。

“作为基础科学家，我们很少有机会真正把一些东西推进到临床，我们在基本水平上研究病毒的作用以及宿主的反应。这是一个难得的机会，我们的工作可以直接影响人类健康，让人们的生活更美好。”

文章标题

Mucosal and systemic neutralizing antibodies to norovirus induced in infant mice orally inoculated with recombinant rotaviruses.

作者简介：

Education and Training

2005-2009 B.S. in Biological Science (summa cum laude), Fudan University,

2009-2014 Ph.D. in Microbiology, Yale University

2014-2018 Postdoc in Microbiology & Immunology, Stanford University

2018-2019 Instructor in Medicine/Gastroenterology, Stanford University

Honors and Awards

2018 K99/R00 Pathway to Independence Award, NIH/NIAID

2016 Early Career Award, Thrasher Research Fund

2014 Walter V. and Idun Berry Postdoctoral Fellowship, Stanford University