滅活疫苗、重組蛋白疫苗、腺病毒載體疫苗、mRNA疫苗……經(jīng)歷疫情之后,大多數(shù)人對這些疫苗的種類已不陌生。不知是否記得,中國第一款新冠疫苗的上市時間是2020年12月底,那時距離疫情爆發(fā)已經(jīng)過去整整一年。
我們不禁要問,面對大規(guī)模疫情,疫苗研發(fā),能否“再快一點”?
24日,浙江大學(xué)化學(xué)系唐??到淌趫F隊發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》上的一篇文章提出了一種顛覆認知的思路:用不經(jīng)過處理的“野生”活病毒制備疫苗,這將極大簡化疫苗制備流程,縮短臨床轉(zhuǎn)化的時間。然而,自從18世紀末英國醫(yī)生琴納給人接種牛痘病毒預(yù)防天花后,還沒有哪種疫苗是將活體病毒“拿來就用”的。唐睿康團隊是如何做到的?
一切歸功于一款特殊材料——殼聚糖水凝膠。
在一般的疫苗研發(fā)流程中,科學(xué)家需要將病原微生物或其代謝產(chǎn)物經(jīng)過人工減毒、滅活,或者用基因工程等方法加以改造,在確保安全性的前提下盡可能提高保護效率。這個過程充滿困難,也十分耗時。
對于“活病毒疫苗”來說,安全性和有效性仍是必須攻克的兩個難題。唐??祱F隊的做法非常巧妙:他們用殼聚糖水凝膠制作了一個疏密有致的“牢籠”,將病毒包裹在其中,病毒雖然出不去,但免疫細胞卻能進來。
也就是說,這種方式既能控制病毒不在人體內(nèi)大量繁殖、攻擊人體器官,同時也能在局部激活免疫系統(tǒng),呈遞特異性抗原,再輸送到淋巴結(jié)。
研究團隊成員、浙大求是高等研究院副研究員王曉雨告訴記者,活病毒帶的負電荷與水凝膠中帶正電荷的殼聚糖分子剛好正負相吸,通過靜電作用將病毒固定在凝膠中。殼聚糖水凝膠中還有很多特有的水通道,能讓免疫細胞順利進出。此外,他們還在凝膠中加入了碳酸鈣納米顆粒作為“誘餌”,吸引更多免疫細胞對病毒進行“就地剿滅”。
“我們花費了5年時間去設(shè)計這款材料,不斷地優(yōu)化溫度、配比等相關(guān)參數(shù),確保水凝膠不會造成任何泄露‘病毒污染’的風險?!碧祁?嫡f。
為了檢驗這種方法的有效性,唐??祱F隊和軍事醫(yī)學(xué)研究院生物工程研究所合作,拿真的寨卡病毒試了一試。
寨卡病毒是一種通過蚊蟲叮咬傳播的病毒,目前還沒有相關(guān)疫苗問世。實驗發(fā)現(xiàn),在注射了水凝膠包裹的寨卡病毒后,小鼠的血液里完全沒有檢測到病毒擴散的跡象,28天后再次對小鼠進行實驗測試,結(jié)果顯示所有小鼠都經(jīng)受住了病毒的攻擊,存活率達了到100%。
在唐??悼磥恚绻f經(jīng)過減活、改造的病毒能夠調(diào)動免疫系統(tǒng),模擬一次打擊病毒的“演習(xí)”,那么活病毒疫苗引發(fā)的則是一場真槍實彈的操練,從后者中獲得的免疫策略更加精準,也更加高效。
“用材料改變生命”是唐??嫡n題組的愿景。此前,唐睿康團隊的多項研究均展示出了用化學(xué)、材料學(xué)顛覆生命科學(xué)研究的可能性,比如用發(fā)明仿生修補液實現(xiàn)牙釉質(zhì)“再生”、借助植物光合作用的“能量”治愈退行性關(guān)節(jié)炎等等。
“這次,我們從基礎(chǔ)研究的角度,從無到有地開辟了一條疫苗研發(fā)的新路徑?!碧祁?嫡f,“相信未來會有更多科學(xué)家沿著這條路走下去,早日將概念應(yīng)用到現(xiàn)實中?!?/p>