湖北
摘要：每年全球 10 億人感染流感，3-5 百萬重癥病例，65 萬人因此死亡 —— 流感的威脅從未遠(yuǎn)離。我們年年接種的流感疫苗，卻總面臨 “毒株錯(cuò)配” 的尷尬，一旦病毒變異就藥效大減。最新研究帶來了轉(zhuǎn)機(jī)：科學(xué)家開發(fā)出基于嵌合血凝素（cHA）和馬賽克血凝素（mHA）的通用流感疫苗生產(chǎn)工藝，通過精準(zhǔn)的病毒滅活、拆分技術(shù)，讓疫苗能靶向病毒保守區(qū)域，實(shí)現(xiàn)跨毒株防護(hù)。本文就來拆解這項(xiàng)技術(shù)突破，看看通用流感疫苗是如何從實(shí)驗(yàn)室走向臨床的。
一、流感疫苗的 “老難題”：為啥年年打還不保險(xiǎn)？
說起流感疫苗，很多人都有疑問：“為啥每年都要打新的？” 這背后藏著流感病毒的 “狡猾” 之處。我們目前接種的季節(jié)性流感疫苗，主要靠刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生針對(duì)病毒表面血凝素（HA）頭部的抗體 ——HA 是病毒入侵人體細(xì)胞的 “鑰匙”，疫苗就是讓身體提前認(rèn)識(shí)這把鑰匙，從而設(shè)防。
但問題在于，HA 頭部是個(gè) “變臉高手”，很容易發(fā)生抗原漂移（簡(jiǎn)單說就是基因突變），形成新的毒株。這就導(dǎo)致去年的疫苗針對(duì)今年的毒株可能完全失效，這也是疫苗需要年年更新的原因。更麻煩的是，一旦出現(xiàn)全新的流感大流行毒株，現(xiàn)有疫苗根本來不及應(yīng)對(duì)。
不過科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)突破口：HA 蛋白的莖部結(jié)構(gòu)。和善變的頭部不同，HA 莖部在同一類流感病毒中高度保守（也就是很少變異），而且針對(duì)它的抗體能跨毒株保護(hù)。但 HA 莖部在自然狀態(tài)下很難激發(fā)免疫反應(yīng)，屬于 “免疫劣勢(shì)區(qū)域”。于是，“通用流感疫苗” 的核心思路就明確了：想辦法讓免疫系統(tǒng)忽略善變的 HA 頭部，專門盯著保守的 HA 莖部 “開火”。
二、解題思路：cHA 和 mHA，讓病毒 “現(xiàn)出原形”
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，科學(xué)家設(shè)計(jì)了兩種 “改造病毒” 方案：嵌合血凝素（cHA）和馬賽克血凝素（mHA）。
簡(jiǎn)單說，cHA 就是 “換頭術(shù)”：把人類常見流感病毒的 HA 頭部切掉，換上動(dòng)物流感病毒（比如鴨、海鷗身上的流感病毒）的 HA 頭部 —— 這些動(dòng)物流感病毒很少感染人類，人體對(duì)它們的頭部完全陌生。這樣一來，免疫系統(tǒng)不會(huì)被陌生的頭部 “分散注意力”，反而會(huì)聚焦于熟悉的、保守的 HA 莖部，從而產(chǎn)生跨毒株的保護(hù)抗體。
mHA 則是 “偽裝術(shù)”：針對(duì) B 型流感病毒，把它 HA 頭部的免疫優(yōu)勢(shì)區(qū)域，換成其他流感亞型的對(duì)應(yīng)區(qū)域。同樣是讓免疫系統(tǒng) “無視” 頭部的變異部分，被迫去識(shí)別保守的莖部。
這兩種改造方案已經(jīng)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和早期臨床試驗(yàn)中證明有效，能誘導(dǎo)產(chǎn)生持久的、跨毒株的免疫反應(yīng)。但接下來的關(guān)鍵問題是：如何大規(guī)模生產(chǎn)這些改造后的疫苗，同時(shí)保證疫苗的有效性和安全性？
三、生產(chǎn)工藝大揭秘：從病毒到疫苗的 “精準(zhǔn)改造”
疫苗生產(chǎn)是個(gè)精細(xì)活，尤其是這種新型通用疫苗，每一步都要兼顧 “保留有效成分” 和 “去除有害雜質(zhì)”。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一套完整的生物工藝，核心步驟包括病毒培養(yǎng)、濃縮純化、滅活、拆分、質(zhì)控等環(huán)節(jié)（圖 2A）。
1. 病毒培養(yǎng)與濃縮：從雞蛋中獲取 “原料”
目前主流的流感疫苗還是靠雞胚培養(yǎng)（也就是受精雞蛋），這項(xiàng)技術(shù)成熟且產(chǎn)能穩(wěn)定。研究團(tuán)隊(duì)把改造后的 cHA/mHA 病毒接種到 10 日齡的雞胚中，培養(yǎng) 48-72 小時(shí)后，收集含有病毒的尿囊液。
為了提高病毒濃度，他們用切向流過濾（TFF）技術(shù)把尿囊液濃縮 10 倍，再通過超速離心（UC）進(jìn)一步純化 —— 這一步不僅能提高病毒濃度，還能初步去除雜質(zhì)，為后續(xù)工藝打下基礎(chǔ)。
2. 關(guān)鍵一步：滅活與拆分，既要安全也要有效
疫苗必須保證 “安全無感染性”，同時(shí)還要保留 HA 莖部的活性構(gòu)象（也就是 “預(yù)融合構(gòu)象”，這是激發(fā)有效免疫反應(yīng)的關(guān)鍵）。研究團(tuán)隊(duì)測(cè)試了兩種常用的滅活劑：甲醛（FA）和β- 丙內(nèi)酯（βPL），以及兩種拆分劑：曲拉通 X-100（Triton X-100）和脫氧膽酸鈉（DCO）。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用0.05% 濃度的 βPL 在 4℃下處理 30 分鐘，滅活效果最好 —— 既能完全殺死病毒（保證安全），又能最大程度保留 HA 的預(yù)融合構(gòu)象和神經(jīng)氨酸酶（NA）的活性（圖 2B、2C）。NA 是流感病毒的另一個(gè)表面蛋白，雖然不是疫苗的主要靶點(diǎn)，但能輔助減少病毒傳播，增強(qiáng)保護(hù)效果。
而在拆分步驟中，Triton X-100 比 DCO 更優(yōu)（圖 3A、3B）。拆分的目的是把病毒顆粒打碎，讓 HA 蛋白更好地暴露出來，同時(shí)降低疫苗的不良反應(yīng)。Triton X-100 能溫和地拆分病毒，不會(huì)破壞 HA 和 NA 的活性，而 DCO 的拆分條件更劇烈，容易導(dǎo)致蛋白變性。
3. 質(zhì)控核心：如何精準(zhǔn)測(cè)量 “有效成分”？
傳統(tǒng)的流感疫苗質(zhì)控方法，無法區(qū)分 HA 莖部是活性的預(yù)融合構(gòu)象，還是失活的構(gòu)象。為了解決這個(gè)問題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一套夾心 ELISA 檢測(cè)方法：用兩種特異性抗體 —— 一種識(shí)別 HA 頭部，一種識(shí)別預(yù)融合構(gòu)象的 HA 莖部。只有當(dāng) HA 處于預(yù)融合構(gòu)象時(shí)，兩種抗體才能同時(shí)結(jié)合并產(chǎn)生信號(hào)，從而精準(zhǔn)量化疫苗中的有效成分（圖 1）。
通過這套方法，他們確認(rèn)：經(jīng)過 βPL 滅活和 Triton X-100 拆分后，疫苗中大部分 HA 都保留了關(guān)鍵的預(yù)融合構(gòu)象，能有效激發(fā)免疫反應(yīng)。
4. 去除雜質(zhì)：降低過敏風(fēng)險(xiǎn)
雞胚培養(yǎng)的疫苗會(huì)含有雞蛋蛋白卵清蛋白（OVA），部分人對(duì)卵清蛋白過敏，這是疫苗的主要安全隱患之一。同時(shí)，拆分劑 Triton X-100 也需要控制殘留量。
研究團(tuán)隊(duì)通過超速離心步驟，成功將卵清蛋白的殘留量降到 2μg/mL 以下（圖 4B），這和市售流感疫苗的安全標(biāo)準(zhǔn)一致。而 Triton X-100 則通過生物珠吸附去除，殘留量低于 2μg/mL HA（圖 4A），既保證了安全，又能輕微保留一點(diǎn) detergent 幫助穩(wěn)定 HA 蛋白，避免其聚集失效。
四、疫苗成品：安全、有效且穩(wěn)定
經(jīng)過上述工藝生產(chǎn)的 cHA/mHA 滅活拆分疫苗，到底是什么樣的？研究團(tuán)隊(duì)通過動(dòng)態(tài)光散射（DLS）和透射電子顯微鏡（TEM）進(jìn)行了觀察（圖 5）。
結(jié)果顯示：活病毒和滅活后的病毒顆粒大小相近（100-230nm），形態(tài)沒有明顯變化；而經(jīng)過 Triton X-100 拆分后，病毒顆粒被打碎成異質(zhì)性的小結(jié)構(gòu) —— 既有 HA 蛋白復(fù)合物，也有類似膠束的結(jié)構(gòu)（圖 5B）。這說明拆分步驟成功實(shí)現(xiàn)了 “暴露 HA 蛋白” 的目標(biāo)。
通過SDS-PAGE 凝膠電泳分析，疫苗中主要含有 HA（拆分后形成 HA1 和 HA2 亞基）、核蛋白（NP）、基質(zhì)蛋白（M1）等病毒有效成分，幾乎沒有雞蛋來源的雜質(zhì)污染（圖 5C）。
這些結(jié)果證明：這套生物工藝生產(chǎn)的疫苗，不僅有效成分充足、雜質(zhì)含量低，而且穩(wěn)定性良好，完全符合預(yù)臨床研究和后續(xù)臨床試驗(yàn)的要求。
五、未來展望：通用流感疫苗離我們還有多遠(yuǎn)？
這項(xiàng)研究的意義重大：它不僅驗(yàn)證了 cHA/mHA 通用疫苗的生產(chǎn)可行性，還提供了一套完整的、可放大的生物工藝 —— 也就是說，未來可以利用現(xiàn)有的雞胚疫苗生產(chǎn)設(shè)施，大規(guī)模生產(chǎn)這種通用疫苗，不需要重新建設(shè)生產(chǎn)線，這能大大加快疫苗的落地速度。
目前，cHA/mHA 疫苗已經(jīng)進(jìn)入早期臨床試驗(yàn)，初步結(jié)果顯示安全性和免疫原性良好。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化（比如開發(fā)更精準(zhǔn)的 HA 構(gòu)象檢測(cè)方法、進(jìn)一步降低雜質(zhì)含量），這種通用流感疫苗有望實(shí)現(xiàn) “一次接種，多年防護(hù)”，甚至能應(yīng)對(duì)未來的流感大流行。
不過，我們也需要理性看待：通用流感疫苗并不是 “一勞永逸”，流感病毒家族龐大（有 A 型、B 型，A 型又分多個(gè)亞型），HA 莖部雖然保守，但不同組之間仍有差異。未來可能需要開發(fā) “多價(jià)通用疫苗”，同時(shí)覆蓋不同組的流感病毒。
但無論如何，這項(xiàng)研究讓我們離 “終結(jié)年年打流感疫苗” 的目標(biāo)又近了一步。相信在不久的將來，我們?cè)僖膊挥脼槊磕甑牧鞲幸呙?“是否匹配毒株” 而擔(dān)憂，而是能通過一次接種，獲得長(zhǎng)期、廣譜的保護(hù)。
識(shí)別微信二維碼，添加生物制品圈小編，符合條件者即可加入
生物制品微信群！
請(qǐng)注明：姓名+研究方向！
本公眾號(hào)所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的，且明確注明來源和作者，不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個(gè)人可與我們聯(lián)系(cbplib@163.com)，我們將立即進(jìn)行刪除處理。所有文章僅代表作者觀不本站。
特別聲明：以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺(tái)“網(wǎng)易號(hào)”用戶上傳并發(fā)布，本平臺(tái)僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
