開發(fā)出便宜耐高溫的瘧疾疫苗

盡管關(guān)于瘧疾的研究已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年，但是現(xiàn)在這種疾病每年仍然影響著數(shù)億人，造成50萬余人死亡，其中大部分是熱帶地區(qū)的孩子，造成這些問題的原因之一是瘧疾寄生蟲是一個(gè)“變形人”，使之難以治療。另外的一個(gè)重要原因則是盡管寄生蟲的蛋白質(zhì)可以作為疫苗使用，但是這些蛋白質(zhì)在熱帶溫度下不穩(wěn)定，且需要復(fù)雜而昂貴的細(xì)胞系統(tǒng)進(jìn)行大量生產(chǎn)。不幸的是，zui需要疫苗的地區(qū)往往缺少冰箱，同時(shí)購買疫苗的經(jīng)費(fèi)很少。所幸，在zui近一項(xiàng)發(fā)表在《Proceedings of the National Academy of Science》上的研究中，來自魏茲曼科學(xué)研究院的研究人員開發(fā)了一種新方法，或可在未來生產(chǎn)出能在室溫保存的便宜的瘧疾疫苗。

目前科學(xué)家們正在檢測幾種瘧疾寄生蟲蛋白質(zhì)作為疫苗的潛力，其中之一就是一種叫做RH5的蛋白質(zhì)，寄生蟲可以利用這種蛋白質(zhì)粘附在它感染的血紅細(xì)胞上，用這種蛋白質(zhì)做疫苗可以在不致病的條件下激活免疫系統(tǒng)，使之在寄生蟲感染的條件下可以快速啟動(dòng)防御反應(yīng)，從而擾亂寄生蟲的增殖。因此來自魏茲曼科學(xué)研究院生物分子科學(xué)系的研究生Adi Goldenzweig和Sarel Fleishman博士決定使用他們開發(fā)出的計(jì)算機(jī)輔助蛋白設(shè)計(jì)工具去提高這種蛋白質(zhì)作為疫苗的療效。

基于他們開發(fā)的用于穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)的軟件，Goldenzweig開發(fā)出了一種蛋白編程的新方法，以優(yōu)化用作感染性疾病疫苗的蛋白。由于這些蛋白常常受到免疫系統(tǒng)的攻擊，因此每一代的蛋白都會(huì)發(fā)生突變，因此她開發(fā)的方法使用了不同代寄生蟲中不同構(gòu)象蛋白質(zhì)的所有信息。“寄生蟲可以通過表面蛋白突變躲避免疫系統(tǒng)的攻擊。但是矛盾的是寄生蟲越容易避開免疫系統(tǒng)，它留給我們的可用于設(shè)計(jì)成功的人工蛋白的線索就越多。”Goldenzweig說道。

研究人員將他們設(shè)計(jì)的人工蛋白信息發(fā)送給了牛津大學(xué)一個(gè)專門開發(fā)瘧疾疫苗的實(shí)驗(yàn)室，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室由Matthew Higgins和Simon Draper*，不久便傳來了好消息：和天然蛋白相比，他們設(shè)計(jì)的人工蛋白可以在更簡單、更便宜的細(xì)胞培養(yǎng)基中大量生產(chǎn)。這*地降低了生產(chǎn)成本。此外，這種蛋白質(zhì)在50℃的高溫下仍然穩(wěn)定，因此它不需要冷藏。zui重要的是在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，該蛋白成功地誘發(fā)保護(hù)性免疫反應(yīng)。“Adi開發(fā)的方法很普通。”Fleishman說道，“它在別人失敗的地方取得了成功，因?yàn)檫@種方法很容易使用，因此它可能用于其他感染性疾病，如寨卡病毒、埃博拉病毒等。”

Fleishman博士和他的研究小組目前正在使用他們的方法檢測治療瘧疾的不同策略，這些策略都靶向RH5蛋白本身或者是阻斷它介導(dǎo)病原體和人紅細(xì)胞接觸的能力。