研究人员孵化了低成本的冠状病毒疫苗

2021-04-13 12:16:39

Covid-19的新疫苗正在进入巴西,墨西哥,泰国和越南的临床试验可能会改变世界如何对抗大流行。患有NDV-HXP-S的疫苗是使用新的分子设计的第一个临床试验,这些分子设计被广泛的预期创造了比目前的疫苗产生更多的抗体。而新的疫苗可能更容易制作。

来自辉瑞等公司的现有疫苗和约翰逊&约翰逊必须使用难以获得的成分在专业工厂生产。相比之下,新的疫苗可以在鸡蛋中大规模生产 - 同一蛋,每年在世界各地的工厂中生产数十亿甲型疫苗。

如果NDV-HXP-S证明安全有效,流感疫苗制造商可能会产生超过10亿剂量的。目前正在努力获得来自较富利国家的疫苗的低收入和中等收入国家可能能够为自己制定NDV-HXP-S,或以低成本从邻居成本获得。

“这是惊人的 - 这将是一款游戏更换者,”公爵全球卫生创新中心助理总监Andrea Taylor说。

然而,首先,临床试验必须确定NDV-HXP-S实际上是人们的工作。临床试验的第一阶段将于7月结束,最后阶段将需要几个月的时间。但是接种疫苗的动物的实验已经提高了疫苗前景的希望。

“这是一个保护的家庭,”疫苗创新和访问的路径中心Bruce Innis博士表示,协调了NDV-HXP-S的发展。 “我认为这是世界级疫苗。”

通过熟悉免疫系统的疫苗工作,这种病毒足以促使防御它。一些疫苗含有已被杀死的整个病毒;其他人只含有来自病毒的单一蛋白质。其他人含有我们的细胞可以用于制造病毒蛋白的遗传指导。

一旦暴露于病毒,或其中的一部分,免疫系统可以学会制造攻击它的抗体。免疫细胞也可以学会识别受感染的细胞并摧毁它们。

在冠状病毒的情况下,免疫系统的最佳靶标是覆盖其表面如冠的蛋白质。蛋白质,称为穗,锁定在细胞上,然后允许病毒融合给它们。

但简单地将冠状病毒穗蛋白注射到人们不是疫苗的最佳方式。这是因为穗蛋白有时呈现错误的形状,并提示免疫系统制作错误的抗体。

这种洞察力在Covid-19大流行前很久了。 2015年,另一个冠状病毒出现,导致致命形式的肺炎称为Mers。杰森麦克拉南,一位结构性生物学家然后在达特茅斯的Geisel医学院,他的同事们向疫苗进行了反对它。

他们想用穗蛋白作为目标。但他们不得不估计尖刺蛋白是形状移位器的事实。当蛋白质制备熔化到电池中时,它从郁金香形状与类似于标枪的东西相连。

科学家称之为这两个形状的峰值的预防措施和繁殖形式。针对预熔形的抗体有力地对抗冠状病毒,但抗插粒抗体不会阻止它。

McLellan博士和他的同事使用标准技术来制作MERS疫苗,但最终有很多的重复峰值,因为他们的目的而无用。然后他们发现了一种使蛋白质锁定在郁金香的预塑料形状中的方法。它们所要做的就是将蛋白质中的两个超过1,000个建筑物块变为称为脯氨酸的化合物。

所得到的穗状花序2p,其含有的两种新的脯氨酸分子 - 更可能呈现所需的郁金香形状。研究人员将2P尖峰注射到小鼠中,发现这些动物可以轻松地抵抗MERS冠状病毒的感染。

该团队提出了一项改进秒杀的专利,但世界几乎没有通知本发明。 Mers,虽然致命,并不是非常具有传染性的并且被证明是一个相对较小的威胁;自从它首次出现在人类中,少于1000人死于Mers。

但在2019年底,新的冠状病毒,SARS-COV-2,出现并开始肆虐世界。 McLellan博士及其同事们致力于采取行动,设计了一个独特的SARS-COV-2的尖峰。在几天之内,现代人使用该信息来设计Covid-19的疫苗;它含有一种称为RNA的遗传分子,具有制造2P峰值的说明。

其他公司很快遵循套装,采用2P尖峰为自己的疫苗设计和开始临床试验。迄今为止在美国迄今为止授权的所有三种疫苗 - 来自约翰逊& Johnson,Moderna和Pfizer-Biontech - 使用2P尖峰。

其他疫苗制造商也使用它。 NovaVavax在临床试验中具有强烈的结果,预计将适用于未来几周内应急使用授权的食品和药物管理局。 Sanofi还在测试2P尖峰疫苗,期望今年晚些时候完成临床试验。

McLellan博士在蛋白质结构中寻找救生线索的能力使他在疫苗世界中获得了深刻的钦佩。 “这家伙是一个天才,”账单&amp的高级计划官Harry Kleanthous说; Melinda Gates基金会。 “他应该为他为人类所做的巨大事物感到骄傲。”

但曾经麦克莱恩博士和他的同事交给了2P尖峰到疫苗制造商,他转回蛋白质,仔细看看。如果交换两种脯氨酸改善疫苗,肯定会额外的调整可以提高它。

“试图拥有更好的疫苗是有道理的,”麦克莱纳博士说,他是奥斯汀德克萨斯大学的副教授。

三月,他加入了两位德克萨斯州立大学生物学家,伊利亚福克尔斯坦和珍妮弗梅纳德大学的队伍。他们的三个实验室创造了100个新尖峰,每个尖峰都有一个改变的积木。随着盖茨基金会的资金,他们对每个人进行了测试,然后将有前途的变化组合在新尖峰中。最终,他们创造了一种符合他们愿望的单一蛋白质。

胜利者含有2P穗的两种脯氨酸,加上蛋白质其他地方的四种额外的脯氨酸。 McLellan博士称新的尖峰Hexapro,为六个脯氨酸。

该团队发现,六氯化物的结构甚至比2P更稳定。它也是有弹性的,更能承受热和损坏的化学品。 McLellan博士希望其坚固的设计将使它在疫苗中有效。

McLellan博士还希望基于六己虫的疫苗达到世界上更多的世界 - 特别是低收入和中等收入国家,到目前为止只接受了一系列第一波疫苗的总分布。

“到目前为止,他们收到的疫苗的份额是可怕的,”麦克朗博士说。

为此,德克萨斯大学为六角洲设立了许可安排,允许80个低收入中等收入国家的公司和实验室在其疫苗中使用蛋白质而无需支付版税。

与此同时,Innis博士和他的同事在路径上正在寻找一种增加Covid-19疫苗生产的方法。他们想要一个疫苗,富有的富裕国家可以自己制作。

第一波授权Covid-19疫苗需要专门的,昂贵的成分。例如,现代的RNA疫苗需要称为核苷酸的遗传建筑块,以及定制的脂肪酸,以构建周围的泡沫。这些成分必须在目的建造的工厂中组装成疫苗。

流感疫苗的方式是对比的研究。许多国家有巨大的工厂,用于制作廉价的流感镜头,流感病毒注入鸡蛋。鸡蛋产生丰富的病毒副本。然后工厂工人提取病毒,削弱或杀死它们,然后将它们放入疫苗中。

道路团队想知道科学家可以制作Covid-19疫苗,这些疫苗可以在鸡蛋中廉价地增长。这样,使流感镜头的相同工厂也可以制作Covid-19镜头。

在纽约山区伊纳奈山的伊坎医学院的科学家团队知道如何制作这种疫苗,使用叫做新城疫病毒的鸟类病毒在人类中无害。

多年来,科学家们一直在尝试新的疾病病毒,以产生一系列疾病的疫苗。例如,开发埃博拉疫苗,研究人员将埃博拉基因添加到新城疫病毒自己的基因组中。

然后科学家们将工程化病毒插入鸡蛋中。因为它是鸟类病毒,它乘以鸡蛋中的倍增。研究人员最终涂有埃博拉蛋白的新城疫病毒。

在西奈山,研究人员出现了使用冠状病毒穗蛋白代替埃博拉蛋白的同样的事情。当他们了解了McLellan博士的新的Hepapro版本时,他们将其添加到新城疫病毒。病毒用尖峰蛋白繁殖,其中许多具有所需的预熔形状。在NOOD既不到新城疫病毒和六角峰值,他们称为NDV-HXP-S。

在通常在鸡蛋中制作越南工厂中生产成千上万剂量的NDV-HXP-S的路径。 10月,工厂将疫苗送到纽约进行测试。山山研究人员发现,NDV-HXP-S在小鼠和仓鼠中赋予了强大的保护。

“我可以诚实地说,我可以保护每个仓鼠,世界上每一个针对SARS-COV-2的鼠标,”研究领导者彼得帕尔斯博士说。 “但陪审团仍然谈到它在人类中所做的事情。”

疫苗的效力带来了额外的好处:研究人员需要有效剂量的病毒较少。与一种或两剂的流感疫苗相比,单个蛋可以产生5至10剂的NDV-HXP-S。

“我们对此感到非常兴奋,因为我们认为这是一种制造疫苗的一种方式,”Palese博士说。

路径随后用流感疫苗制造商连接了西奈山队。 3月15日,越南疫苗和医学生物学研究所宣布开始NDV-HXP-S的临床试验。一周后,泰国的政府药物组织纷纷诉讼。 3月26日,巴西的Butantan Institute表示将要求授权开始对NDV-HXP-S的临床试验。

与此同时,西奈山队还将疫苗授权给墨西哥疫苗制造商AVI-MEX作为鼻内喷雾。该公司将开始临床试验,看看疫苗是否在该形式中更有效。

对于所涉及的国家,完全独自制作疫苗的前景是吸引人的。 “这种疫苗生产由泰国人民为泰国人民生产,”泰国的卫生部长Anutin Charnvirakul在曼谷宣布时表示。

在巴西,Butantan Institute排斥其作为“巴西疫苗”的NDV-HXP-S版本,即将在巴西生产的“巴西疫苗”,而不会取决于进口。“

公爵全球卫生创新中心泰勒女士曾同情。 “我可以理解为什么这真的是如此有吸引力的前景,”她说。 “他们一直处于全球供应链的怜悯。”

Madhavi Sunder是乔治城大学律师中心的知识产权专家,警告说,NDV-HXP-S不会立即帮助像巴西这样的国家,因为他们与Covid-19感染的当前浪潮挣扎。 “我们在2020年谈论了160亿剂,”她说。

相反,该策略对于长期疫苗生产非常重要 - 不仅仅适用于Covid-19,而是对于未来可能会出现的其他流行病。 “这听起来很高兴,”她说。

与此同时,麦克莱恩博士已经返回分子绘图板,试图制作甚至比六角赛更好的穗的第三个版本。

“真的没有结束这个过程,”他说。 “排列的数量几乎是无限的。在某些时候,你必须说,'这是下一代。'