病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物的通用方法
报送单位:北京大学 推荐单位:北京大学

支撑项目(平台):天然药物及仿生药物国家重点实验室

参与单位:北京大学

所属学科:药学

主要贡献者:周德敏、司龙龙、徐欢、张礼和

成就简介:针对病毒结构多样、快速变异的特征,周德敏课题组建立了病毒转化为活疫苗的通用方法:在保留病毒感染情况下,突变其一个三联码为终止密码,病毒就变为预防性疫苗,突变多个三联码病毒 就变为治疗性药物,颠覆病毒疫苗研发理念。

  流感、艾滋病、SARS和埃博拉出血热等传染病时刻危害着人类健康和社会稳定,其幕后“黑手”是结构多样、且变异快速的病毒,而疫苗是预防病毒感染的有效手段。当前的病毒疫苗通常经过结构改造和减毒处理,其免疫原性或大大降低,或因残留病毒活性而致安全隐患,或因工艺复杂而不具普适性。
  北京大学周德敏、张礼和教授团队在科技部“973计划”、国家自然科学基金、国家创新药物专项等项目的持续支持下,以流感病毒为模型,成功研发了复制缺陷型病毒活疫苗制备技术。该方法提出了与传统减毒或灭活处理方式完全不同的病毒疫苗研制技术,即保留病毒完整结构和感染力,仅将病毒基因组中的一个或多个三联遗传密码子突变为终止密码,使病毒在宿主体内的繁殖复制机制失效,同时发挥其刺激宿主产生免疫保护的作用,甚至具有治疗前景的抗病毒药物。小鼠、雪貂、豚鼠动物实验表明复制缺陷型活病毒疫苗具备野生型病毒相似的感染活性,但由于病毒复制能力缺陷,其感染之后对动物不构成生命威胁。该活病毒疫苗具有与野生型病毒类似的天然结构和感染活性,能够诱导产生强而广的免疫反应,包括体液免疫、细胞免疫和粘膜免疫,其免疫效果远超市售的灭活流感疫苗。
  更重要的是该课题组发现活病毒疫苗与野生型流感病毒同时感染细胞或动物体时,由于病毒之间发生基因重排,含终止密码子的活病毒疫苗基因片段重排到野生型病毒的基因组中,使得野生型病毒转变成含终止密码子的复制缺陷型病毒,从而削弱甚至消除了野生型病毒的复制能力。因此,该活病毒疫苗不仅可以作为常规的预防性病毒疫苗,还可能作为新型的生物技术药物用来清除已经感染的病毒,发挥治疗病毒感染的作用,这是目前市售流感疫苗所不具备的。研究还表明该研究成果具有普适性,有可能在其他适宜病毒的疫苗研发中发挥作用。该技术有望成为人们抗击包括SARS、埃博拉等病毒感染的新武器,服务于国家生物安全战略。
  《科学》杂志以“复制缺陷型甲型流感病毒活疫苗的研制”为题刊发了该成果[Science,354(6316):1170-1173],并评述其为病毒疫苗领域的革命性突破。《自然》杂志以“驯服病毒的新方法”为题详细评述了该研究成果,认为北京大学周德敏团队的方法将整体促进和提高病毒疫苗的研发。该研究成果入选2017中国科学十大进展,是我国长期支持基础研究、并鼓励科学家将基础研究进行临床转化政策导向下取得的典型范例,开创了兼具预防和治疗作用新型病毒疫苗研发的新策略与新路径。

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