Cell：科学家开发出同时对抗多种病毒的新方法

“我们的想法是，如果出现一种新型冠状病毒，我们可能无法预防感染，但我们可能能够避免住院。”

大多数疫苗的设计初衷是针对一种病原体提供免疫力。例如，水痘（由水痘-带状疱疹病毒引起）疫苗就是为对抗这种疾病而研发的。

但在 COVID-19 疫情爆发后，世界各地的免疫系统研究人员正在努力超越传统的单一病原体疫苗。

“我们的研究管道正在挑战这种方法，”拉霍亚免疫学研究所 (LJI) 研究助理教授 Alba Grifoni 博士说。 

正如他们在《细胞》杂志上报道的那样，Grifoni和她的同事们已经开发出一套研究流程，以推动“通用疫苗”的研发。这些疫苗将针对广泛的病毒家族和变异的病毒变体。如果成功，这种方法有望研制出能够中和新出现的SARS-CoV-2变体以及许多其他可能引发大流行的病毒的疫苗。

通用疫苗的科学

许多病毒都属于大型病毒家族，并且它们之间有着相似的家族关系。导致 COVID-19 的病毒名为 SARS-CoV-2，属于冠状病毒的一种（CoV 是冠状病毒的缩写）。这意味着 SARS-CoV-2 与普通感冒冠状病毒、MERS 冠状病毒（MERS-CoV）和 SARS 冠状病毒（SARS-CoV）密切相关。

所有这些冠状病毒都具有某些“保守”的蛋白质序列，这些序列在病毒进化过程中始终保持不变。这些密切相关的病毒具有许多相同的特征，并能被一些相同的T细胞识别。T细胞是一种白细胞，能够识别并杀死被病毒感染的细胞，从而阻止感染扩散。

在之前的研究中，LJI 的研究人员发现一些交叉反应 T 细胞可以检测这些保守位点（称为表位），以针对 SARS-CoV-2 和普通感冒冠状病毒。

Grifoni 的实验室正在努力绘制这些保守的表位区域。这项工作对于开发通用冠状病毒疫苗至关重要。一旦科学家们知道 T 细胞应该攻击的位置，他们就可以开发出能够有效产生 T 细胞免疫力的疫苗，以对抗多种冠状病毒，包括尚未出现的变异株。

“诱导中和抗体反应很重要，”Grifoni说。“但我们已经证明，T 细胞在病毒变异环境中要稳定得多，这是因为 T 细胞会观察病毒的所有蛋白质。”

利用数据科学抗击 COVID-19

研究人员已经意识到冠状病毒T细胞表位的保守性，包括冠状病毒“刺突”蛋白上的一些表位。但研究这些表位中哪一个能激发最强的T细胞反应却比较困难，而且研究人员知道实验数据中还隐藏着其他有希望的表位。

为了找到这些保守的表位区域，Grifoni 和她的团队从免疫表位数据库 ( IEDB ) 中提取并分析了数据。IEDB 是由拉什莫尔·詹姆斯·伊利诺伊大学圣路易斯分校的科学家设计和领导的公共资源。IEDB 提供了世界各地实验室科学家发现的 200 多个冠状病毒表位的数据。

Grifoni 与克雷格·文特尔研究所 ( JCVI ) 的病毒学家密切合作，比较不同冠状病毒表位之间的相似性。研究人员结合多种生物信息学工具，包括人工智能 (AI) 方法，寻找冠状病毒之间隐藏的相似性。

Grifoni和她的同事们在获得研究结果后，比较了T细胞如何识别不同的冠状病毒表位，包括病毒“刺突”蛋白上的表位和刺突蛋白外的表位。揭示T细胞的这种活性，为研究人员提供了如何通过交叉反应T细胞应答靶向冠状病毒的重要指导。

Grifoni说：“我们的想法是，如果出现一种新型冠状病毒，我们可能无法预防感染，但可以避免住院。”

Grifoni正在思考更宏观的前景。她说，这项冠状病毒研究展现了新研究流程的准确性和实用性。研究人员可以利用同样的方法，精确定位不同呼吸道病毒（例如副粘液病毒，包括麻疹和尼帕病毒，或肠道病毒，包括A71和D68）乃至引起出血热的病毒种类（例如拉沙病毒和胡宁病毒）中保守的T细胞表位。

“我们的实验室正在与对许多不同病毒家族感兴趣的研究小组合作，”Grifoni说。“我们需要填补知识空白。”