近日，發表在國際雜誌Proceedings of the National Academy of Sciences上題為「A facile method of mapping HIV-1 neutralizing epitopes using chemically masked cysteines and deep sequencing」和國際雜誌Journal of Biological Chemistry上題為「Design of a highly thermotolerant， immunogenic SARS-CoV-2 spike fragment」的兩篇研究報告中，來自印度科學理工學院等機構的科學家們通過研究開發出了能有效抵禦SARS-CoV-2（新冠病毒）和HIV的新型有效的疫苗策略。此前研究人員報告了設計了一種耐熱的COVID-19候選疫苗，以及一種快速的方法，該方法能識別被抗體所靶向作用的HIV包膜蛋白上的特殊區域，而這種抗體則能夠幫助科學家們設計出有效的疫苗。
COVID-19候選疫苗包含有稱之為受體結合結構域（RBD）的SARS-CoV-2的刺突蛋白的一部分，該區域能幫助病毒吸附到宿主細胞上，當研究人員在豚鼠模型體內進行測試時，他們發現，候選疫苗能夠引起宿主產生強烈的免疫反應。令人驚訝的是，這種候選疫苗還能在37度的溫度下保持穩定一個月，而凍幹的候選疫苗也能夠對高達100度的溫度耐受；這或許就使得疫苗能夠便於儲存和運輸，而不需要昂貴的冷鏈設備進行運輸就能在偏遠地區進行大規模的人群接種。大多數的疫苗需要在2-8度的環境中或更低的溫度下儲存以免會失去疫苗的作用效力。與諸如mRNA疫苗等新型疫苗類型相比，製作基於蛋白質的疫苗在印度能夠很容易擴大規模，因為印度的疫苗製造商們已經製作了幾十年類似的疫苗了。
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目前研究人員正在研究的候選疫苗還與其它許多正在研發的COVID-19疫苗之間有一個區別，其僅會利用RBD的特定部位，即一串200個胺基酸的序列，而不是整個刺突蛋白。研究人員通過質粒將編碼該部分的基因插入到了哺乳動物細胞中，隨後細胞就會製造出RBD部分的拷貝，研究者發現，RBD的配方在豚鼠體內引發免疫反應方面與刺突蛋白一樣優秀，而且其在高溫下也穩定得多，完整的刺突蛋白在50度以上的溫度下會很快失去活性。研究者Varadarajan說道，目前我們需要項目資助來將相關研究結果推向臨床研究階段，其中就包括對大鼠進行的安全性和毒理性研究，以及在人體測試之前進行的工藝開發和臨床試驗，這些研究或許會花費大約10億盧比。
在第二項研究中，研究人員重點對HIV病毒進行了相關研究，研究人員旨在尋找確定能被中和性抗體所靶向作用的HIV包膜蛋白的關鍵部位，這些抗體能夠阻斷病毒進入細胞，而且能很好地對其標記從而被宿主機體其它免疫細胞所發現。基於這些區域的額疫苗或許就能夠誘導宿主機體產生更好的免疫反應。為了繪製該區域的圖譜，研究人員使用X射線晶體衍射學技術和低溫電鏡技術，但這些方法耗時、複雜且昂貴，因此研究人員就想尋找其它方法最終得出一種簡便但有效的解決方案。
首先他們對病毒進行突變以便稱之為半胱氨酸的胺基酸能夠在包膜蛋白的幾個地方出現，隨後研究人員加入了一種化學標籤粘附在半胱氨酸分子上，最後再利用中和性抗體來靶向作用病毒。如果這些抗體因為被半胱氨酸標籤所阻斷而無法與病毒上的關鍵位點結合的話，那麼病毒就會存活並引起感染，通過對存活突變體病毒中的基因進行測序，研究人員就能夠識別出這些位點。
最後研究者表示，這是一種快速弄清楚抗體結合位置的方法，其對於疫苗設計非常有用，同時還能夠幫助檢測不同人群機體中的血清樣本如何對相同的候選疫苗或病毒產生反應，從原則上來講，研究人員還能將這種方法進行修飾以適應於任何病毒，當然這就包括SARS-CoV-2。
參考資料：
【1】Rohini Datta， Rohan Roy Chowdhury， Kavyashree Manjunath， et al. A facile method of mapping HIV-1 neutralizing epitopes using chemically masked cysteines and deep sequencing， Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI：10.1073/pnas.2010256117
【2】Sameer Kumar Malladi， Randhir Singh， Suman Pandey， et al. Design of a highly thermotolerant， immunogenic SARS-CoV-2 spike fragment， Journal of Biological Chemistry (2020). DOI：10.1074/jbc.RA120.016284
【3】Developing effective vaccines against SARS-CoV-2 and HIV
by Ranjini Raghunath， Indian Institute of Science
來源：細胞