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传染性对比:敲门的SARS和破门的新冠……疫苗还有戏么?

尹哥聊基因 尹哥聊基因 2021-03-02

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人类和瘟疫的斗争,迄今为止都获胜了(因为我们在地球上依然是主角),虽然好几次是惨胜。从更高的维度看,人类和病毒之间大部分是达成了一致意见:除了少部分烈性病毒外,允许大家一起共栖共生。而对于这一小部分烈性病毒,人类采用的方法:隔离、药物以及终极杀器——疫苗

疫苗研究的一大规则是,如果某种疾病能留下哪怕几个幸存者可以完全康复以及终生免疫,那么就有可能研制出针对这种疾病的疫苗。“自然感染是所有疫苗之母” ,美国国立过敏症和传染病研究院的院长安东尼·弗契如是说;“宿主必须存在,病毒不可能干掉所有人类”,尹哥如是说。病毒的致病力会变弱,抑或剩余的人类有了抗体屏障会变强,不重要,本来我们和微生物就是相爱相杀的过程

然而拿到病毒就可以做出疫苗,有人康复就能得到特效药……对不起,这是电影,不是真实世界。


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要研制疫苗,我们就得先来了解下病毒进入人体的机制

我们知道,病毒进入人体会经过层层防御,但总有些人病毒太凶猛太狡猾,能够让人体的警卫放松警惕,甚至还会让细胞受体协助它们顺利通过细胞膜等关口。

△病毒突破细胞膜防御的全过程

新冠病毒就是一种特别狡猾的冠状病毒。

在许多病毒的体内,都会有一种特殊的蛋白——膜融合蛋白。同类的病毒膜融合蛋白包括 HIV 的 Env 蛋白,流感的 HA 蛋白,以及埃博拉病毒的 Gp 蛋白等。而冠状病毒体内的膜融合蛋白就是 S 蛋白,全称为刺突蛋白(spike protein)。

虽然冠状病毒利用许多不同的蛋白质复制并入侵细胞,但S蛋白是其用来与受体结合的主要表面蛋白。在S蛋白与人体细胞受体结合之后,病毒膜与人体细胞膜融合,使病毒基因组进入人体细胞,开始感染。

所以,冠状病毒的S蛋白可以理解成是它们进入细胞的“钥匙”,而宿主细胞表面的受体就像是看守宿主细胞的“锁”。当“钥匙”遇到了与之对应的“锁”时,病毒便可进入细胞。

但是,冠状病毒的S蛋白形态多样,作用机制复杂。也就是说,不同的冠状病毒在进化过程中获得了不同的钥匙,相应的,它们对应的受体也有差异,这在很大程度上决定了冠状病毒能够感染的细胞类型。比如,引起普通感冒的冠状病毒能够感染的大多是人类的上呼吸道,而严重的冠状病毒则会深入到人的下呼吸道和肺部。

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此前,包括中科院上海巴斯德研究所郝沛团队以及石正丽团队等,已经有多项研究从不同的角度证实,新冠病毒进入人体细胞的受体与SARS-CoV相同,均为ACE2(血管紧张素转换酶2)。也有研究发现,新冠病毒S蛋白膜外结构域与ACE2的亲和力更强,比SARS病毒对应S蛋白区域的结合能力要高出10-20倍。如果说SARS病毒拿着是撬棍,那么新冠病毒就是带着电钻…… 科学家推测,这种高亲和力,可能是新冠病毒更容易发生人传人的原因。

既然已经知道新冠病毒进入人体的机理,是通过S蛋白这把“钥匙”打开了ACE2这把“锁”,那么如果能够阻止钥匙和锁的结合,不就能阻止新冠进入人体吗?所以,弄清新型冠状病毒中的S蛋白的形态是搞清楚如何对付这种病毒的关键,麦克莱伦说。而冷冻电镜技术,正是一种能够让我们看清蛋白结构的工具。

20日,顶尖学术期刊《科学》在线发表了一篇关于新冠病毒的最新研究论文。来自德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin)的麦克莱伦团队利用冷冻电镜技术,揭示了新冠病毒表面S蛋白三聚体的高清结构。

△研究人员们利用冷冻电镜技术获得的3D结构(图片来源:Jason McLellan/Univ。of Texas at Austin)

这项研究共发现和提出了3个关键点:

  • 再度确认冠状病毒的刺突蛋白结构是疫苗应对的关键区域;

  • 2019-nCoV的刺突蛋白与细胞ACE2受体亲和力要高于SARS-CoV;

  • 特异性针对SARS-CoV刺突蛋白受体结合结构域(RBD)的多克隆抗体不能与2019-nCoV结合,两种病毒的抗体具有限制性。

这项研究的结果为新型冠状病毒S蛋白作为未来抗体分离与治疗方案的设计提供了重要的参考,非常有助于研发出具有良好活性的疫苗和抗体

真是一个好消息!

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那什么时候能够研制出来新冠病毒的疫苗?

首先,不是能分离出病毒或者拿到病原体,我们就能做出疫苗的;

HIV 1983年就分离出来了,我们做出上市的疫苗了么?没有。

SARS 17年前就折腾过来,我们做出上市的疫苗了么?没有。

疟疾(疟原虫)跟着人类几千年了,我们有疫苗了么?抱歉,全世界没做出来任何人用的寄生虫疫苗。

其次,每个时代成功的疫苗,都是那个时代最聪明的脑子做出来的(换言之概率极低);

这么多国家都说能做出疫苗,这么多人都说能做出疫苗,这么多项目都能很快做出疫苗……我表示大神一定有,浑水摸鱼蹭热点混经费的也不在少数。

那么,新冠病毒做出疫苗希望渺茫么?不是,尹哥表示很有希望。

21日上午,科技部副部长徐南平表示,新冠疫苗预计4月下旬申报临床试验

在我国,新冠疫苗研发也在紧锣密鼓地推进,公开宣布进行新冠病毒疫苗研发的企业已经达到19家之多,包括灭活疫苗、mRNA疫苗、重组蛋白疫苗、病毒载体疫苗、DNA疫苗等都在快速并行推进。中科院牵头开展的重组蛋白疫苗项目,已经进入了动物安全性试验阶段。

而且,新冠病毒是单股正链RNA病毒,这在目前人类开发成功的病毒疫苗中种类是最多的一种类型(当然,反例是HIV病毒也是单股正链病毒),且目前该病毒变异很少,我认为一定时间内成功的希望较大。

△人用病毒疫苗的核酸分类

至于这个“一定时间”是多久,我觉得参考下世卫组织总干事谭德赛先生的发言:18个月内完成。这已经是极限了,一个需要认清的事实是,疫苗的诞生并没有你想象那么快,一支疫苗从研发到上市,至少要经过5年甚至20多年漫长的研发历程。

大部分疫苗,研制周期都超过十年:

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流感疫苗——14年

小儿麻痹疫苗——20年

天花疫苗——26年

轮状病毒疫苗——26年

B肝疫苗——38年

破伤风——40年

脑膜炎疫苗——68年!

"

2月20日,中国工程院副院长王辰表示:新冠病毒有可能长期存在于人间,有可能会转成慢性的,和流感一样,长期存在人间的疾病,这个可能性,是完全存在的,要做好和病毒长期共存的准备

所以,千万不要像非典一样,好了伤疤忘了痛,疫苗研发需要持续进行下去,直到成功。

借用游戏《瘟疫公司》中病原体被彻底清除后出现的一段话:

“世界在经历了一场可怕的瘟疫后即将用疫苗把新型冠状病毒给根除。已经病亡的人员将不会被人们所遗忘。”



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