疫苗的发明,为人类的健康撑起了一把保护伞传统方法中,疫苗是将细菌、病毒等病原微生物或其代谢产物,经过人工减毒、灭活等方法制成然而,近日,浙江大学化学系唐睿康教授课题组打破常规,提出了用不需处理的活病毒来制备疫苗的全新思路。
北京时间3月24日,相关成果发表在了《自然·生物医学工程》杂志上活病毒制备疫苗的原理是什么?发展前景如何?潮新闻记者采访了唐睿康教授与课题组成员、浙江大学求是高等研究院副研究员王晓雨,探究“活病毒做疫苗”这一策略的来龙去脉。
唐睿康教授团队 资料图给病毒制造“监狱”实现原地免疫“剿灭”用活病毒做疫苗,在传统医学界看来,这是不可能完成的任务然而借助新材料,唐睿康课题组将“不可能”变为“可能”研究中,课题组研发出了“锁住”活病毒的新技术,只要将活病毒直接装载到一种名为壳聚糖水凝胶的材料中,就可以作为疫苗使用了。
王晓雨介绍,壳聚糖水凝胶是一种从虾壳、蟹壳里提取出来的聚合物制作而成的水凝胶材料,也是医药领域的常用材料,具有很多小孔结构当病毒被放置进水凝胶,其身上带的负电荷与水凝胶的小孔结构中的正电骨架刚好正负相吸,“就像给病毒量身定制的监狱,病毒只好‘束手就擒’,被锁在里动弹不得。
”同时,课题组还在水凝胶中加入了碳酸钙纳米颗粒作为“诱饵”当疫苗被注射进肌体,“诱饵”可以调动身体免疫细胞集聚,在注射部位形成一个免疫的‘微工厂’,“然后在原地把病毒处理掉”王晓雨形象地介绍在消灭病毒的同时,免疫细胞产生的免疫因子会向全身输送,当下次有病毒来攻击的时候,免疫系统就能快速反应。
活病毒制备疫苗小鼠实验 示意图完成寨卡病毒动物实验证明策略安全有效安全、有效,一直是考量疫苗质量的黄金指标为了验证用水凝胶“关押”病毒策略是否安全有效,课题组与军事医学研究院合作,在P2实验室开展了关于寨卡病毒的动物实验。
自2015年起,主要由埃及伊蚊传播的寨卡病毒在巴西等美洲国家大范围扩散,但目前还没有针对它的有效疫苗按照实验原理,课题组直接将活的寨卡病毒放进水凝胶里,然后注入小鼠皮下几天后,注射处隆起的“小疙瘩”消失。
28天后,课题组对小鼠进行实验测试,发现所有小鼠都经受住了病毒攻击,没有一只被感染——也就是说,疫苗的有效性达到了100%52天后,注射了装载病毒的水凝胶的实验小鼠的肝、肾、心、脑等各种器官中检测不到任何病毒成分。
与此同时,实验中,接触病毒的小鼠存活率达到了百分之百,也证明了将水凝胶作为“陷阱”策略的安全性“在通常情况下,大家是通过把病毒改造之后让它变得安全,然而我们的策略不是去改造病毒,而是去改变它病毒存在的免疫环境,然后通过这个环境使病毒变得安全了,让本来是‘坏的’病毒就变成‘好的’疫苗。
”唐睿康说
活病毒制备疫苗 示意图开辟疫苗研制全新思路挖掘材料改变生命更多可能五年磨一剑,这项颠覆传统的研究持续了五年研究过程中,课题组做了大量实验,不断优化温度、配比等相关参数,确保水凝胶这个“免疫工厂”对外只输出“抗原产品”,而病毒则被控制在材料范围内,被“清除”后作为产品的“原料”。
论文评审专家肯定了这项成果的创新性,给出评价:“这项工作代表了一项技术进步”唐睿康表示,一般情况下,普通疫苗研制周期长达8至10年,甚至更久,需要科学家们想办法去改变病毒,让病毒的毒性、感染性降低相较而言,因为不需要对病毒进行拆解、改造,利用水凝胶材料的 策略制备疫苗时间可大大缩短。
“最大的亮点在于,我们不需要对病毒进行任何加工,只需要把它与材料混合就可以制备疫苗尤其在面对特性未知的病毒时,只要获得纯化的病毒,把它放在水凝胶里,就可以得到一个有效的疫苗,从而能快速形成应急的免疫屏障。
” 唐睿康进一步解释虽然这一技术作为一项基础研究,距离投入市场还有很长的路要走,但这项研究主要的意义是为疫苗研制开辟了一个全新的思路唐睿康表示,下一步,课题组将继续深入研究材料干预免疫系统的调控体系,希望能应用到更多的生物领域中,实现材料改变生命的更多可能性。
(图片由浙江大学及课题组提供)“转载请注明出处”
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