埃博拉疫苗 獲FDA突破性療法認定 及 疫苗信息詳解
兩年前在專欄文章(埃博拉出血熱 疫苗 的研究現狀)里根據綜述分析簡述了正在研發的埃博拉疫苗,並對當中可能最優的選擇做了判斷,今天的FDA認定也與當時預期的相符。當然這疫苗沒有趕上2014年的大暴發,但是在後續可能的疫情當中發揮應急作用,畢竟好事一件。
以下是新聞引文——
今天,默沙東宣布了兩大喜訊:該公司正在研究開發的埃博拉病毒(Ebola Zaire)疫苗V920(rVSV delta G -ZEBOV-GP,減毒活疫苗)獲得了美國FDA授予的候選疫苗突破性療法認定,以及歐洲藥品管理局(EMA)授予的PRIME(重點藥物,PRIority MEdicines)資格。
V920最初由加拿大公共衛生署(PHAC)下屬的國家微生物學實驗室的科學家設計研發的,隨後授權給NewLink Genetics公司。去年11月左右,默沙東與NewLink簽署了一項全球獨家授權協議,加入埃博拉疫苗的研發陣營。V920採用了一種有缺陷但能夠感染家畜的水泡性口炎病毒為載體,替換了埃博拉病毒的一個基因。目前有多個後期臨床試驗正在進行,根據所獲得的數據,該疫苗的安全性良好。
默沙東研究實驗室的臨床研究副總裁Paula Annuziato博士說道:「FDA授予的突破療法認定和EMA授予的PRIME地位將促使我們能夠繼續加快V920的研發,我們非常感謝監管機構推動這一候選疫苗的合作努力,進以滿足這一極大的公共衛生需求。」
以下是原專欄文章的內容【埃博拉出血熱 疫苗 的研究現狀】——
****** (4) 重組水泡性口炎病毒(VSV)為基礎的載體 ,這是一種很有前途的疫苗平台,EBOV基於這種平台的疫苗也是用反向遺傳學開發的。而目前用於疫苗開發的VSV沒有VSV本身的糖蛋白,所以人體對這種載體的免疫力比較弱,故而會對EBOV應答的比較好。這種疫苗只需要一劑量,就可以對豚鼠和非人靈長類達到100%的保護率,而且沒有出現病毒血症。而該疫苗更進一步將GP繼續替換成另一型的EBOV和馬爾堡病毒(MARV)的GP,再把這三種載體混合後打倒非人靈長類體內,結果發現猴子對這三種病毒都有抵抗力,所以,今後的的發展方向是評價對這三種以外其他型別EBOV和MARV的保護效率。而且,檢查實驗的老鼠和猴子發現,抗GP的抗體起了主要的保護作用,而T細胞的細胞免疫作用不清楚。
當時直接給出了6顆星,果然這種基礎的病毒載體疫苗還是最有希望的,下面簡單介紹一下VSV載體疫苗是怎麼回事。
——————20160728更新——————
【1】VSV是什麼?
VSV是縮寫,表徵的是Vesicular stomatitis virus,漢語名稱為「水皰性口炎病毒」,引起的疾病和口蹄疫差不多,可以參考譚大毛的答案;
VSV屬於彈狀病毒科(Rhabdoviridae),意思就是跟子彈差不多樣子的病毒,這個科名氣最大的病毒是狂犬病毒。下面我盡量把VSV的結構解釋清楚,不懂的可以留言。
如下圖所示,病毒最外面是包膜糖蛋白(G),G是插在病毒脂質雙分子層(包膜)上的,在包膜的內部,G的尾巴和基質蛋白(M)結合在一起,M又和核衣殼蛋白(N)一個咬著一個的在一起。VSV的基因組是單負鏈RNA(-ssRNA),也就是說這種基因組和mRNA是互補的,也就是不能翻譯成蛋白的。生物化學上說過,mRNA的方向是5到3(順序是根據核糖的5碳上的磷酸根(PO3)和上一個核苷酸的核榶上的3碳上的羥基(-OH)結合)的,不過VSV基因組與mRNA互補,那方向就剛好反過來,是3到5。但是宿主細胞里沒有核酸酶可以識別這種核酸,所以病毒自帶乾糧,在病毒基因組的3端有一個RNA依賴的RNA聚合酶(聚合酶就是把核苷酸聚合成長鏈核酸的酶),簡寫為RdRp,一般也叫L蛋白,因為編碼這個蛋白的基因一般是最大的。除了自帶乾糧,病毒的核酸進入細胞,會引起宿主細胞的先天免疫應答,很有可能被宿主的RNA水解酶降解,所以,病毒為了生存,還把其自身的基因組用一種蛋白包裹起來,這種蛋白就是核衣殼蛋白(N),這種N和-ssRNA形成的複合物叫做核糖核蛋白(RNP)。剛才說了,N和M是相互對應的,M按照一定的方式排列形成子彈一樣的結構,那一圈圈繞起來的M就帶著N也一圈圈的繞起來,N裡面包裹的-ssRNA,所以病毒的核酸也是在包膜下面繞起來的。
【具體的詳細機制可以參考專欄文章:巴爾的摩分類系統】
(圖片來自Virolzone)
剛才說了病毒的基因組是一整條負鏈RNA,但是又有這麼多蛋白,這些蛋白肯定是VSV自己編碼的,所以在-ssRNA上肯定有相應的基因信息,下邊來看一下VSV的基因組——(根據結構自行作圖)上圖簡要示意了VSV的基因組結構,3端有一個L蛋白(Pol),標為圓形,後邊方框就都是一個個的基因編碼框了;N、M、L前面已經說了,VSV G就是編碼GP的,也就是病毒表面的糖蛋白;P是磷蛋白,輔助了L介導的基因組複製。每一個基因編碼框之間都有間隔序列,這些序列使得每一個基因表達的數量是不一樣的,越往後越弱,也就是說N表達的最多,P其次,M隨後,G往後,L最少。
【2】怎麼構建基於VSV的毒載體?
了解了VSV的基因組結構之後,就可以來說說怎麼構建基於VSV的載體了。
根據上面的內容我們知道,VSV的基因組是-ssRNA,所以,如果只有這一條RNA導入到細胞中,是不會有子代VSV產生的。如果這一點沒問題那我們繼續往下:
但是我們首先需要能夠獲得這一條-ssRNA,因為這是病毒的基因組。那麼怎麼獲得呢?一般是把全長的-ssRNA,一個核苷酸不差的放到一個表達載體裡面,這種載體一般是質粒(可自行百科),用特殊的啟動子來啟動,進而表達出來的是-ssRNA,跟平常的不一樣。
再根據剛才的結構,我們知道如果這一條-ssRNA需要翻譯出蛋白質至少還需要三個蛋白來輔助——N、P和L。所以,我們再給同一個細胞里放進去表達這三個蛋白mRNA的載體,這些載體可以轉錄出N、P和L的mRNA,進而翻譯成N、P和L三個蛋白。這三個蛋白就和上一步的-ssRNA結合在一起,就形成了最開始我們說的VSV的基因組結構了。大功告成,這時候細胞就會產生跟原始VSV一模一樣的VSV病毒了,這就是「反向遺傳學」上的「病毒拯救」,【相關資料還可參考子小的答案】流程如下圖——
(根據結構自行作圖)這其實就是1995年兩個研究團隊幾乎同時構建成功的VSV反向遺傳學體系的大致思路。
拿到這個載體有什麼用?請接著看下一步:
【3】VSV載體疫苗有什麼優勢?
VSV載體有什麼用,首先,我們要知道,這種拯救出來的病毒是可以自我複製的。也就是說可以幾乎無限的傳代下去,如果我們把一些關鍵的基因位點突變,是有可能得到毒性減弱的毒株的,這也是反向遺傳學的一個初衷,獲得減毒活疫苗。當然,也有可能突變之後毒力增強了。
利用這個載體還可以幹什麼呢?終於回到題頭的埃博拉疫苗上了,其實題圖已經示意的很清楚了,如果前面說的廢話都理解了的話。我們再來看一遍——
根據這張圖,我們看到,左邊是野生型的VSV(WT,wild type),跟前面介紹的一樣。右邊呢?我們看到中間VSV G被替換掉了,換成了埃博拉扎伊爾型的GP(糖蛋白),所以,最後出來的VSV是一個重組的VSV,其中G是埃博拉病毒的GP。當然做這個替換之前,野生型的VSV其實已經是經過減毒了的毒株。謝謝閱讀,不吝賜贊。
參考文獻:
[1] 科學出版社《動物病毒反向遺傳學》第二版
[2] Recombinant vesicular stomatitis viruses from DNA
[3] Efficient recovery of infectious vesicular stomatitis virus entirely from cDNA clones
延伸閱讀:
譚大毛口蹄疫回答
子小反向遺傳學回答
專欄埃博拉疫苗文章
專欄文章巴爾的摩分類體系
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