疟疾一直被认为是世界上主要的死亡原因之一,但目前尚无有效的疫苗。但是研究人员已经发明了一种有希望的新蓝图,其性质类似于用于COVID-19的新型基于RNA的疫苗。
制备用于疟疾的疫苗具有挑战性,因为其相关的寄生虫疟原虫含有一种抑制记忆性T细胞产生的蛋白质,该蛋白质可防止先前遇到的病原体。如果人体无法产生这些细胞,则疫苗无效。但是科学家最近使用基于RNA的平台尝试了一种新方法。
他们的设计规避了偷偷摸摸的蛋白质,使人体产生了所需的T细胞,并完全免疫了疟疾。他们的新型疫苗的专利申请尚未在人体上进行测试,该专利申请已由美国专利和美国专利No.5,598,404公开。商标局在2月4日。
“这可能是在小鼠模型中观察到的最高保护水平,”这种新疫苗的共同发明人,耶鲁大学医学院的医师和教授理查德·布卡拉(Richard Bucala)说。
该团队的突破可以挽救数十万人的生命,尤其是在发展中国家。仅在2019年,全世界估计就有2.29亿疟疾病例和409,000例死亡。在这些死亡中,有94%是在非洲,其中儿童是最脆弱的。
“它会影响那些拥有最少资源和专业知识以妥善管理这些感染的社会和人口,”布卡拉告诉《学术时报》。 "我们需要新的疫苗,我们需要更多的工具。
诺华制药和美国国立卫生研究院为这项工作提供了资金。葛兰素史克是该专利的受让人,如果获得批准,它将使该公司生产疫苗并将其提供给公众。
目前,唯一预防疟疾的疫苗称为RTS,S。这种疫苗是两年前被批准的,是近二十年来研究的结果,但有效率仅为30%左右。四年之后,这个数字下降到了15%。
“它不能很好地工作,” Bucala说。 “而且所有研究都得出这样的结论:未能进行疫苗反应或被重新感染的人记忆性T细胞反应较差。”
Bucala与开发两人使用的RNA平台的药物研究人员Andrew Geall一起,发现了一种防止疟原虫中不需要的蛋白质(称为PMIF)抑制T细胞生成的方法。
“我们的研究表明,正是这种特殊的基因产物PMIF引起了这种情况,” Bucala说。 “它阻止了记忆T细胞的形成,这就是为什么不能产生对疟原虫的记忆反应的原因。”
在常规疫苗(例如标准流感疫苗)中,病毒的灭活版本被注入宿主。人体识别出入侵者,与之抗争,生成针对无害病毒的抗体,然后恢复正常。
但是,一旦病毒离开宿主,人体需要一种方法来记住它是如何反击的。否则,它将不得不重新学习抗体的生成-但也许下次是用真正有害的病毒一直感染宿主。这就是记忆T细胞进入的地方:它们记住如何产生免疫反应,并在时间到了时提醒身体。疟原虫通过产生PMIF防止免疫记忆系统发生。
Bucala说:“抑制T细胞反应和免疫记忆对这种寄生虫非常重要,以至于该寄生虫会携带自己的基因PMIF。” “如果消除该因素,人体自然就会产生记忆力。”
新型疟疾疫苗的概念解决了PMIF问题。该疫苗没有注射真正的病原体,而是通过RNA向人体提供了指示,说明如何通过自身来创建病原体独特的蛋白质以对抗它-这正是辉瑞的COVID-19疫苗的工作原理。
但是,Bucala和Geall而不是mRNA平台,而是使用自扩增saRNA平台。后者的主要好处是它在低得多的剂量下有效,因为它可以在细胞内快速产生自身的拷贝。
Bucala说:“对于saRNA,可以通过合成几升的合成物来生产一百万剂疫苗。” “它比碱基保护的mRNA疫苗要有效得多。”
如Bucala所希望的那样,拟议中的saRNA疫苗告诉人体产生麻烦的PMIF蛋白,产生针对该蛋白的抗体,并自然产生必需的记忆T细胞。
“我们认为我们可以将RTS,S与PMIF疫苗结合使用,但是小鼠研究似乎表明仅用PMIF进行免疫就足够了,” Bucala强调说。 “那就是惊人的结果。”
Bucala和Geall已将他们的疫苗移交给牛津大学的机构,该机构为阿斯利康COVID-19疫苗提供了便利。它是世界上进行疟疾第1期研究的仅有的地方之一,这意味着研究人员在对人类志愿者进行免疫后会感染该疾病。
“这还没有在人类中," Bucala指出:“但我认为,这是可以将其应用于人类的最佳方法。我们今年将进行这些研究。"
除了用于疟疾疫苗的saRNA技术外,Bucala认为,由于其双重低成本和高产量,它是未来免疫设计(包括用于COVID-19预防)的理想方法。 他说,这可能会涉及面更广。 他说:“当前的mRNA方法是朝这个方向迈出的重要一步。” “但我认为,我们将需要做得更好。 我希望saRNA可以打开该平台。” 该专利的申请,即寄生虫巨噬细胞迁移抑制因子的使用,已于2020年10月16日向美国专利商标局提交,申请号为17/073006。 待批专利的发明人是耶鲁大学医学院的Richard Bucala和诺华制药公司的Andrew Geall。 受让人是耶鲁大学和葛兰素史克公司。