科学家们正在竞相制造一种保护每个人的流感疫苗。-王其杉博客|程序员|科技新闻
通过GATTY图像的通用历史档案/ UIG
1962年,诺贝尔奖得主麦克法兰·伯内特以某种夸张的声明打开了他的著作《传染病自然史》的最新版本,这种夸张的声明迟早会让最著名的免疫学家看起来有点天真。
他写道:“有时人们觉得写传染病几乎就是写一些已经传入历史的东西。”当时,伯内特有一个观点。由于广泛的疫苗接种制度,天花——据一些人估计,仅在20世纪就有3亿人死于天花——距离彻底根除只有17年。在过去20年中,针对白喉、破伤风、脊髓灰质炎和百日咳的疫苗在许多国家已成为常规,大大降低了曾经广泛传播的致命疾病的流行率。
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但是,尽管伯内特的虚张声势,一种感染仍然难以通过疫苗接种得到控制。流感。美国疾病控制和预防中心的初步数据显示,去年冬天的流感特别严重,导致8万人死亡,这是自1976年以来死亡人数最多的季节。
流感时,接种疫苗不能保证保护。去年冬天,在英国,只有15%的疫苗接种者受到保护,免受感染。在好年份,比如2015/16赛季,受保护的人口比例可能高达52%,但通常这个数字徘徊在40%或更低。但是现在,科学家们正在竞相重新设计流感疫苗,这样它就能一直保护每个人。
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目前,设计流感疫苗需要惊人的运气。世界卫生组织每年召开两次会议,决定那一年的疫苗将保护哪些流感毒株。所得的混合物——通常可以抵御四种毒株——读起来像特别异国情调的鸡尾酒。
今年的流感疫苗就是一个很好的例子,它早在2月份就已定稿,为制药公司提供了足够的时间来制造和分发流感疫苗。每一种流感毒株都以它最初被鉴定的地方命名,今年的疫苗可以抵御来自密歇根、新加坡、科罗拉多和普吉的毒株,因为这些毒株在前一个冬天被鉴定为一些最常见的循环毒株。
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但是在二月和十月之间会发生很多事情,那时北半球的流感季节开始加速。今年疫苗中遗漏的较老的流感毒株可能再次出现,或者尚未确认的毒株可能抬头。由于在注射流感疫苗的鸡尾酒中每种疫苗只能预防一种流感毒株,当这两种情况发生时,受疫苗保护的人数开始下降。
进入通用流感疫苗。人们希望能够研制出一种疫苗,这种疫苗一次或两次注射就能使人们对所有流感菌株产生免疫力。牛津大学研究传染病演变的克雷格·汤普森说:“世界需要一种通用流感疫苗,因为它会引起如此多的问题,如此多的死亡,尤其是在发展中国家。”
我们目前的流感疫苗是通过使我们的免疫系统对嵌入在每个流感病毒细胞表面的非常特殊的蛋白质作出反应来工作的。我们的免疫系统识别这些被称为表位的蛋白质,并产生抗体来清除感染。疫苗含有灭活的病毒版本,所以你的免疫系统会记住这些表位的样子,下次它遇到真正的病毒,它可以在你生病之前快速产生这些抗体。
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问题是,这些表面蛋白中只有1种来自18个不同的变种——每一种都引起稍微不同类型的免疫反应。这就是为什么每种疫苗都必须针对世卫组织希望在那个季节流行的特定流感品种进行定制。用我们目前创造疫苗的方法,不可能在一次流感注射中就对每一种可能的毒株产生耐药性。
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汤普森认为解决这个问题可能有不同的方法。像任何物种一样,流感病毒株随时间进化,并且因为人类相对擅长获得对特定流感病毒株的免疫力,所以这些病毒进化相当快,以便保持传染性。汤普森说:“从某种意义上说,它可以逃避人群的免疫力,这很聪明。”“但是人们以前一直不能预测它是如何进化的,也不能捕捉到疫苗的变异性。”
汤普森和他的同事们通过运行数学模型来研究历史流感毒株随时间的演变方式,得出流感以一种可预测的方式发生变化,每十年,每种流感病毒及其中的蛋白质都经历相同的四个进化阶段。RS左右。这使得疫苗可以针对的变异数量从18种下降到4种。
汤普森说,四株病毒数量很小,足以挤出一到两次流感疫苗注射。“那么你将终生免疫20年,这是我们目前前进的方向,”他说。虽然汤普森和他的团队已经完成了小鼠的初步试验,但是他们已经开始将这种新技术开发成完整的流感疫苗,用于人体试验。
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另一家名为..ch的牛津公司希望通过靶向流感病毒中的蛋白质来构建一种通用疫苗。在Google风险投资公司发起的2000万英镑融资回合之后,该公司即将结束一项涉及2000名参与者的两年试验。
但是其他研究人员认为,与其从研究疫苗开始,不如考虑一下我们的生物构成,以找出为什么疫苗保护一些人而不是其他人。“我们如何利用技术找出我们作为个体的不同之处,然后利用这些差异的知识使这些疫苗更具特异性和有效性?”“Niven Narain说,他是Berg的联合创始人兼首席执行官,Berg是一家位于波士顿的制药初创公司,使用人工智能开发新药。
“在开始这些类型的项目之前,你必须基本了解一个群体的生物学,”他说。与法国制药公司赛诺菲(Sanofi)一起,伯格正在使用人工智能来比较那些被疫苗保护的人和不被疫苗保护的人。纳兰认为,通过研究个体的特定生物标志物,我们可能能够为特定人群定制疫苗。
纳林将免疫谱与血液类型相比较。“基本上我们都有特定的免疫类型,根据你的免疫类型,你可能会得到疫苗a,而不是疫苗b或c,”他说。他已经在努力解决问题了。