客觀日本

三重大學等成功開發出鼻噴疫苗,對新冠電腦病毒具有高防護效果

2021年12月21日 生物醫藥

日本三重大學研究生院醫學系研究科的野阪哲哉教授、在三重大學校内開展研究的初創企業Biocomo(代表董事:福村正之)、東京大學醫科學研究所的河岡義裕特任教授以及理化學研究所生命機能科學研究中心的片岡洋祐組長等人組成的研究團隊,成功開發出了對新冠電腦病毒(COVID-19)具有高防護效果的鼻噴疫苗,已於11月17日在美國科學期刊iScience上發表了相關研究成果。

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三重大學研究生院醫學系研究科教授野阪哲哉(照片由本人提供)

研究團隊對引起感冒的人類副流感病毒2型(hPIV2)進行基因改造以避免其在活體內增殖,然後將其用作外來基因的載體,由此全球首次開發出了使用有電腦病毒套膜的非增殖性電腦病毒載體的COVID-19疫苗。hPIV2的基因不會進入細胞核内,因此作爲載體安全很高,而且是透過鼻腔傳染這種自然途徑進入活體內,所以被認爲對身體的負擔也比較小。

電腦病毒套膜源於被電腦病毒傳染的細胞膜,所以可以在套膜上攜帶外來基因產生的蛋白質。因此,套膜型電腦病毒載體能同時攜帶基因和蛋白質,在確保不增殖的情況下,可以作爲免疫誘導效果優異且高度安全的廣義上的活疫苗使用。

以前的疫苗中防護效果好的大多都是減毒活疫苗,但新冠電腦病毒很難製作出安全的減毒活疫苗,研究團隊把此次開發的COVID-19鼻噴疫苗定位爲代替減毒活疫苗的電腦病毒基因重組疫苗。

研究團隊使用了新冠電腦病毒的刺突蛋白基因的全長,透過將後半部分置換爲hPIV2的F蛋白的後半部分,使其更易於附着到電腦病毒套膜上,另外,透過在兩個位置導入旨在以融合前(Pre-fusion)形態的空間結構穩定刺突蛋白的點突變,還確保了抗原的穩定性和疫苗本身的非增殖性。

利用免疫電子顯微鏡和普通電子顯微鏡進行的分析也應答,該疫苗的電腦病毒表面具有由與新冠電腦病毒相同的刺突蛋白構成的突起結構。

研究團隊透過鼻腔向小鼠施用該疫苗應答,在全身誘導了針對刺突蛋白的IgG抗體,並且具有足夠的中和抗體活性。另外,還在鼻腔内發現了刺突蛋白獨特性分泌型IgA抗體。

對傳染了新冠電腦病毒的倉鼠進行了鼻噴疫苗實驗,噴一次後觀察到肺部的電腦病毒被徹底清除,噴兩次後觀察到鼻腔内的電腦病毒也幾乎被徹底清除。鼻粘膜中的分泌型IgA抗體形成的局部免疫被認爲對清除鼻腔内的新冠電腦病毒做出了重要貢獻,這可以說是鼻噴型疫苗的一個特點。

COVID-19發病前會透過咽喉和鼻腔釋放電腦病毒,因此鼻噴疫苗被認爲是有效獲得群體免疫的有力工具。鼻噴疫苗可以在4℃的溫度下穩定保存半年以上,而且無需注射針頭,有助於推進發展中國家的疫苗接種。

該研究團隊開發的疫苗製造技術在知道目標病原體的基因序列的情況下,約3周即可製作出疫苗原液,因此今後出現新的大流行時也可以作爲有效的防護手段。10月12日,一般社團法人WICC(World Innovation Culture Center:岸輝雄會長)向岸田文雄首相提出了希望儘快開發鼻噴疫苗的建議。研究團隊計劃用一年左右的時間起動COVID-19鼻噴疫苗的臨牀試驗,2年左右實施實用化。

文:科學新聞
中文:JST客觀日本編輯部