PNAS：開發出便宜耐高溫的瘧疾疫苗

日期：2017-02-05 09:05:27

盡管關于瘧疾的研究已經進行了數十年，但是現在這種疾病每年仍然影響著數億人，造成50萬余人死亡，其中大部分是熱帶地區的孩子，造成這些問題的原因之一是瘧疾寄生蟲是一個“變形人”，使之難以治療。另外的一個重要原因則是盡管寄生蟲的蛋白質可以作為疫苗使用，但是這些蛋白質在熱帶溫度下不穩定，且需要復雜而昂貴的細胞系統進行大量生產。不幸的是，最需要疫苗的地區往往缺少冰箱，同時購買疫苗的經費很少。所幸，在最近一項發表在《Proceedings of the National Academy of Science》上的研究中，來自魏茲曼科學研究院的研究人員開發了一種新方法，或可在未來生產出能在室溫保存的便宜的瘧疾疫苗。

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

基于他們開發的用于穩定蛋白結構的軟件，Goldenzweig開發出了一種蛋白編程的新方法，以優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的攻擊，因此每一代的蛋白都會發生突變，因此她開發的方法使用了不同代寄生蟲中不同構象蛋白質的所有信息。“寄生蟲可以通過表面蛋白突變躲避免疫系統的攻擊。但是矛盾的是寄生蟲越容易避開免疫系統，它留給我們的可用于設計成功的人工蛋白的線索就越多。”Goldenzweig說道。

研究人員將他們設計的人工蛋白信息發送給了牛津大學一個專門開發瘧疾疫苗的實驗室，這個實驗室由Matthew Higgins和Simon Draper領導，不久便傳來了好消息：和天然蛋白相比，他們設計的人工蛋白可以在更簡單、更便宜的細胞培養基中大量生產。這極大地降低了生產成本。此外，這種蛋白質在50℃的高溫下仍然穩定，因此它不需要冷藏。最重要的是在動物實驗中，該蛋白成功地誘發保護性免疫反應。“Adi開發的方法很普通。”Fleishman說道，“它在別人失敗的地方取得了成功，因為這種方法很容易使用，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病原體和人紅細胞接觸的能力。