就在各家公司争相研发和测试新型冠状病毒疫苗之际,比尔和梅林达•盖茨基金会(Bill and Melinda Gates Foundation)和美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)却在打赌,科学家们可以做得比目前正在研发的疫苗更好。
看来很有可能,如果Covid-19病毒成为永久的一部分世界微生物动物园而不是根除像早期SARS冠状病毒,下一代的方法需要解决的缺陷甚至最尖端的疫苗:他们需要数年时间来开发和制造,他们变得过时,如果病毒进化,产生的免疫反应通常是弱。
在盖茨和美国国立卫生研究院的资助下,新兴的合成生物学领域正在应对Covid-19的危机,
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198彩怎么样了解玩家心灵活动的198彩平台总代理永远不为自己的前途担心。,旨在研制能够克服这些障碍的疫苗。华盛顿大学的尼尔·金(Neil King)说:“我们所有人都在对抗这种病毒。”自2017年以来,他一直在参与寻找冠状病毒疫苗。
尽管盖茨基金会将赌注押在了几个尖端疫苗平台上,包括那些使用遗传物质的平台,但一个基于合成生物学的平台确实有希望。负责该基金会疫苗研究的免疫学家、内科医生琳达·斯图尔特(Lynda Stuart)说:“我们可能需要一种能够提供数百万甚至数十亿剂疫苗的方法。”盖茨上个月宣布,将向Covid-19研究提供6000万美元,包括疫苗。
通过对synbio的改造,研制出的疫苗不仅规模可达数十亿美元,而且不需要冷藏也能工作。斯图尔特说,所有这一切“对于保护冠状病毒感染者非常重要,否则他们就会落后,比如撒哈拉以南非洲地区的人。”
金和他synbio的同事们知道,会有另一场冠状病毒疫情,就像这次之前爆发的非典(SARS)和中东呼吸综合征(MERS)那样,他说,“在这之后还会有另一场”,可能来自这个病毒家族的另一个成员。“我们需要一种通用的冠状病毒疫苗。”
达到如此之高在科学家的待办事项列表,当总统特朗普上周访问了国家卫生研究院,他的巡演包括实验室与威斯康辛大学的合作,和研究人员向他展示了一个模型的合成生物学能做什么:设计和构建纳米颗粒的蛋白质和附加病毒分子在一个重复的数组,这样,当整个事情挤在一个疫苗,它可以使人们对新冠状病毒。(人类的免疫系统已经进化到将分子的重复排列理解为危险的信号:细菌细胞壁上有重复的化学基团。)
科学家们希望,只要稍加调整,纳米颗粒就可以布满来自其他冠状病毒的分子,从而抵御所有这些病毒——最初的SARS病毒、MERS,以及最关键的一种变异的新冠病毒SARS- cov -2。
即使与Moderna Therapeutics、CureVac和Inovio Pharmaceuticals正在加速向人体试验的Covid-19 DNA和RNA疫苗相比,synbio的方法也有优势。这些公司的实验性疫苗含有合成的(即实验室制造的)RNA或DNA链,这些链编码病毒表面的蛋白质分子。一旦疫苗将遗传物质导入细胞,细胞就会按照遗传指令大量生产病毒蛋白。他们的想法是,人体会视其为外来物,产生抗体来对抗它,如果一切顺利,就会获得对病毒的免疫力。但是对mRNA疫苗的安全性测试发现了不良反应,目前还不清楚它们的效力有多大。Moderna计划下个月开始对健康志愿者进行安全测试。
出于对自然的尊重,合成生物学家相信他们可以做得更好。利用计算机,他们正在设计一种新的、自我组装的蛋白质纳米颗粒,上面布满病毒蛋白质,也就是抗原:这些类似豪猪的颗粒将成为疫苗的内脏。如果在实验室动物身上的试验表明,这种纳米颗粒疫苗比老式的病毒疫苗,198
198彩注册彩注册正规网址是什,如流感疫苗或病毒抗原本身(没有纳米颗粒)更有效。
用金的话说,向特朗普展示的分子的第一步是“用蛋白质玩乐高玩具”。
首先是箭猪体内的纳米颗粒。它的形状和组成必须使蛋白质的组成部分不仅能自发地自我组装并粘在一起,而且能转变成某种能以免疫系统强烈反应的方式显示病毒抗原的东西。利用计算机蛋白质设计算法,198彩提现晚到账能找客服申请18快延迟红包o,真的是很人性化,其实198彩票平台出款的时间也就是10分钟以内,
198彩有时是因为网络不稳定的原因才延迟到账的。,科学家们可能会确定,例如,一个直径25纳米、由60个相同片段组成的纳米颗粒,最适合将抗原呈现出来,使其最能引起免疫反应的侧脸向外,在那里免疫系统最容易“看到”它。
King说,在找到最佳的形状和蛋白质组成之前,“我们可能会在电脑上尝试100万个变种”,这意味着哪个蛋白质序列会自发地形成理想的纳米颗粒。
下一步是提取实验室制造的编码蛋白质的DNA,将其插入大肠杆菌中,等待细菌按照遗传指令制造所需的蛋白质,就像一条微小的活的装配线。从细菌中提取、纯化并在试管中混合,这些蛋白质会自发地自我组装成定制的纳米颗粒。
金说:“当它起作用时,我们得到的蛋白质完全是我们用电脑设计的,每个原子都是我们想要的。”
下一步是把刺粘在豪猪身上。对于导致Covid-19的病毒来说,刺是一种“刺突蛋白”,它是一种嵌入细胞受体并引导病毒进入细胞的分子。由华盛顿大学的大卫·贝克领导的科学家从病毒的基因组中预测了抗原的结构,德克萨斯大学奥斯汀分校和美国国立卫生研究院的科学家用获得过诺贝尔奖的电子显微镜证实了这一点。
然后,King和他的同事们仔细观察刺突蛋白,看它的哪个部分在疫苗中最有效,以及如何定位它的多个副本。贝克说:“事实证明,如果你将20个纳米颗粒有序地重复排列在你的纳米颗粒上,你可以获得比单独使用(spike)蛋白质更强的免疫反应。”这也是纳米颗粒方法可能比RNA和DNA疫苗更有效的另一个原因。美国国立卫生研究院和华盛顿大学的研究小组已经开始在老鼠身上测试这种布满抗原的纳米颗粒,看看它们会引发什么样的免疫反应。
Stuart说,让纳米颗粒成为疫苗的核心“可以做很多有用的事情”。它减少或消除了对佐剂的需求,佐剂是一种能增强免疫反应的成分;纳米颗粒本身就足够了。将抗原附着在疫苗上,使得整个系统都能耐受高温(“你几乎可以把它煮沸,”斯图尔特说),所以没有必要冷藏,这是在资源贫乏的国家使用疫苗的一个关键特征。她说,由于纳米颗粒可以镶嵌几种病毒的抗原,“你可以得到一种泛冠状病毒疫苗。”
他们对最近的成功持谨慎的乐观态度。一种针对呼吸道合胞病毒(RSV)的实验性疫苗也是由计算机设计的纳米颗粒制成的,纳米颗粒由蛋白质构建块自我组装,并布满RSV关键抗原的工程版本。呼吸道合胞病毒是导致儿童肺炎的主要原因。King的团队在去年的《细胞》杂志上报道,在老鼠和猴子身上进行测试时,它产生的抗体比基于传统技术的RSV疫苗多10倍。西雅图的生物技术初创公司Icosavax正在将这种疫苗推向临床试验。(金担任其科学顾问委员会主席。)
疫苗巨头葛兰素史克(GSK)的科学家写道,这是第一次在原子水平上设计抗原的结构和其他特征,并将其纳入疫苗。他们称赞这项工作是疫苗设计领域的“量子飞跃”。
盖茨基金会除了支持这项研究之外,还在努力让科学家和制造商结成伙伴关系,斯图尔特说:“我们想要确定哪些人可以大规模生产这些产品。”
随着Covid-19的传播,“规模”看起来比任何人想象的都要大。