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是否有可能根除疟疾?
许多研究人员都在努力解决这个问题,并提出了许多想法。疟疾引起如此多关注的原因是,它是最致命的疾病之一,每年感染2亿人,每年造成50多万人死亡,非洲婴儿死亡人数最多。
这种疾病是人类的巨大负担,破坏经济和社会发展。据疾病控制和预防中心称,疟疾治疗每年使非洲损失近120亿美元。报告显示,美国每年诊断出近1,700例病例,通常发生在最近前往亚洲和非洲地区的人群中。
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几十年来,研究人员一直在研究一种名为“传播阻断疫苗”的新想法。这种疫苗不同于保护接受者免于接种疾病的传统疫苗。在这里,疫苗阻止寄生虫的传播,导致疟疾从受感染的人类宿主传播到蚊子。
当人接受这种疫苗时,血液中会产生特异性抗体。当蚊子叮咬并摄取受感染人体的血液时,寄生虫和抗体都被带入蚊子的胃中。一旦进入蚊子,抗体就附着在寄生虫上并抑制其发育。这可以防止蚊子将疾病传染给另一个人。
这个概念很大胆,但尚未在大规模试验中进行过测试。
脂质体:疫苗载体
疫苗通过向身体显示一种引起疾病的微生物来起作用。该部分本身不会引起疾病,但会让身体对入侵者进行预览,这样它就可以制备抗体来标记微生物并标记它以进行破坏。
为了开发诱导强烈抗体反应的强效疫苗,从致病生物体中选择蛋白质至关重要。科学家们研究了微生物产生的特定蛋白质以刺激疫苗。对于我们的工作,我们选择了一种经过充分研究的蛋白质Pfs25,它位于疟疾寄生虫的表面。
当寄生虫在蚊子的中肠发育时,寄生虫在其表面上展示这种蛋白质。 Pfs25作为传播阻断疫苗的靶蛋白已在I期试验中进行临床试验;但是,进展有限。这是因为,Pfs25蛋白本身仅触发特异性抗体的微弱产生。
在其他方法中,研究人员已采取措施为其他临床试验基因工程改造和更有效的Pfs25。一般来说,这种方法是有希望的,但存在一些潜在的风险,即目标蛋白质不能完全模仿寄生虫上的天然蛋白质。
我们认为,结合脂质体的新型疫苗可能是阻断传播阻断剂的有希望的候选者。佐剂是另一种增强免疫应答的疫苗成分。脂质体是由脂肪分子制成的空心球。
与单独的Pfs25蛋白质相比,脂质体的优势在于它们可以帮助向免疫细胞提供更多的寄生虫蛋白质。这些细胞摄取脂质体疫苗并引发更多抗体的产生,然后靶向寄生虫进行破坏并阻断疾病。
Jonathan Lovell的团队开发了一种脂质体作为抗击疟疾的疫苗。 2015年,洛弗尔博士的研究小组想出了如何通过将蛋白质连接到一串称为组氨酸标签的氨基酸来将蛋白质锚定到脂质体上。标签的作用类似于将蛋白质附着在脂质体上的锚。
添加具有与维生素B12类似的结构的含钴分子使脂质体 - 蛋白质结构稳定。
消除疟疾蔓延
Lovell实验室开发了一种基于脂质体的钴基疫苗,可在其表面显示寄生虫蛋白。
制作这种疫苗很简单。一旦我们获得钴脂质体和Pfs25-组氨酸分子,我们只需将这些部分混合在一起,结构就会自发形成。当将这种Pfs25脂质体注射到小鼠体内时,它会触发大量抗体。
小鼠中的抗体阻止了蚊子肠道中寄生虫的发育。因此,我们希望当未感染的蚊子叮咬感染疟疾寄生虫的人时,它吸收的血液将携带寄生虫和人类抗体,这将阻止寄生虫在昆虫的肠道中繁殖。
当我们在小鼠中测试这种疫苗时,动物继续产生超过250天的抗体。在此期间产生的这些抗体在此期间阻止了疟疾寄生虫的发展。
向前进
钴脂质体的另一个有价值的特征是我们可以附着来自寄生虫发育的不同阶段的各种蛋白质,以产生触发多种类型抗体产生的颗粒 - 每种抗体都针对寄生虫的独特部分。我们的研究结果表明,五种不同的疟疾蛋白可以附着在脂质体表面。
另见:科学家发现疟疾寄生虫如何成为抗药物
来自携带多种蛋白质的脂质体免疫的小鼠的抗体识别了寄生虫发育的许多阶段。结果似乎很有希望。在未来,我们计划探索这种疫苗的安全性以及它是否适用于不同种类的疟疾。
我们的下一步是在其他动物身上测试我们的疫苗。最终,目的是将该技术转化为人体临床试验,并评估脂质体技术和传播阻断疫苗策略是否是预防疟疾传播的有效工具。
本文最初发表于黄伟乔和乔纳森洛弗尔的“对话”。阅读原文。