開(kāi)發(fā)出便宜耐高溫的瘧疾疫苗

盡管關(guān)于瘧疾的研究已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年，但是現(xiàn)在這種疾病每年仍然影響著數(shù)億人，造成50萬(wàn)余人死亡，其中大部分是熱帶地區(qū)的孩子，造成這些問(wèn)題的原因之一是瘧疾寄生蟲(chóng)是一個(gè)“變形人”，使之難以治療。另外的一個(gè)重要原因則是盡管寄生蟲(chóng)的蛋白質(zhì)可以作為疫苗使用，但是這些蛋白質(zhì)在熱帶溫度下不穩(wěn)定，且需要復(fù)雜而昂貴的細(xì)胞系統(tǒng)進(jìn)行大量生產(chǎn)。不幸的是，zui需要疫苗的地區(qū)往往缺少冰箱，同時(shí)購(gòu)買(mǎi)疫苗的經(jīng)費(fèi)很少。所幸，在zui近一項(xiàng)發(fā)表在《Proceedings of the National Academy of Science》上的研究中，來(lái)自魏茲曼科學(xué)研究院的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新方法，或可在未來(lái)生產(chǎn)出能在室溫保存的便宜的瘧疾疫苗。

目前科學(xué)家們正在檢測(cè)幾種瘧疾寄生蟲(chóng)蛋白質(zhì)作為疫苗的潛力，其中之一就是一種叫做RH5的蛋白質(zhì)，寄生蟲(chóng)可以利用這種蛋白質(zhì)粘附在它感染的血紅細(xì)胞上，用這種蛋白質(zhì)做疫苗可以在不致病的條件下激活免疫系統(tǒng)，使之在寄生蟲(chóng)感染的條件下可以快速啟動(dòng)防御反應(yīng)，從而擾亂寄生蟲(chóng)的增殖。因此來(lái)自魏茲曼科學(xué)研究院生物分子科學(xué)系的研究生Adi Goldenzweig和Sarel Fleishman博士決定使用他們開(kāi)發(fā)出的計(jì)算機(jī)輔助蛋白設(shè)計(jì)工具去提高這種蛋白質(zhì)作為疫苗的療效。

基于他們開(kāi)發(fā)的用于穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)的軟件，Goldenzweig開(kāi)發(fā)出了一種蛋白編程的新方法，以優(yōu)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(tǒng)的攻擊，因此每一代的蛋白都會(huì)發(fā)生突變，因此她開(kāi)發(fā)的方法使用了不同代寄生蟲(chóng)中不同構(gòu)象蛋白質(zhì)的所有信息。“寄生蟲(chóng)可以通過(guò)表面蛋白突變躲避免疫系統(tǒng)的攻擊。但是矛盾的是寄生蟲(chóng)越容易避開(kāi)免疫系統(tǒng)，它留給我們的可用于設(shè)計(jì)成功的人工蛋白的線索就越多。”Goldenzweig說(shuō)道。

研究人員將他們?cè)O(shè)計(jì)的人工蛋白信息發(fā)送給了牛津大學(xué)一個(gè)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)瘧疾疫苗的實(shí)驗(yàn)室，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室由Matthew Higgins和Simon Draper*，不久便傳來(lái)了好消息：和天然蛋白相比，他們?cè)O(shè)計(jì)的人工蛋白可以在更簡(jiǎn)單、更便宜的細(xì)胞培養(yǎng)基中大量生產(chǎn)。這*地降低了生產(chǎn)成本。此外，這種蛋白質(zhì)在50℃的高溫下仍然穩(wěn)定，因此它不需要冷藏。zui重要的是在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，該蛋白成功地誘發(fā)保護(hù)性免疫反應(yīng)。“Adi開(kāi)發(fā)的方法很普通。”Fleishman說(shuō)道，“它在別人失敗的地方取得了成功，因?yàn)檫@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(cè)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(dǎo)病原體和人紅細(xì)胞接觸的能力。