通用β冠状病毒疫苗研究获突破:锁定保守T细胞表位引领大流行防控新方向

大多数传统疫苗采用“一对一”的策略,仅针对特定病原体提供免疫保护。例如,水痘疫苗专门对抗水痘-带状疱疹病毒。然而,新冠疫情让全球科学家意识到,单一疫苗难以应对包括新变异株在内的冠状病毒家族威胁——除了SARS-CoV-2,还包括导致中东呼吸综合征(MERS)的MERS-CoV,以及普通感冒的OC43和HKU1,甚至未来可能出现的未知变异株。为此,全球研发通用冠状病毒疫苗的需求迫在眉睫。
近期,拉霍亚免疫学研究所(LJI)团队在《Cell》期刊发表的一项研究报告提出,“通用β冠状病毒疫苗”研发迎来了关键性进展。通过锁定冠状病毒进化过程中“永恒不变”的部分——保守T细胞表位(CTERs),研究团队展示了开发广谱疫苗的全新路径,既可保护现有冠状病毒株的感染人群,也能应对未来潜在的大流行威胁。
核心突破:基于保守T细胞表位的全新策略
冠状病毒家族中,某些蛋白序列在进化中被保留下来,是病毒生存的关键区域。这些保守序列几乎不会突变。研究团队从免疫表位数据库(IEDB)中筛选了200多个冠状病毒表位数据,结合生物信息学分析,最终锁定了冠状病毒的保守T细胞表位(CTERs)。这些CTERs虽然只占SARS-CoV-2全蛋白序列的12%,却分布在多个关键蛋白中,包括:
刺突蛋白(S蛋白)的4个区域;
核衣壳蛋白(N蛋白)(覆盖81%序列);
非结构蛋白nsp12和nsp13(分别覆盖36%和32%的序列)。
研究发现,传统只聚焦于S蛋白的疫苗虽然能有效诱导中和抗体,但往往随着病毒突变失效。而非S蛋白CTERs不仅能引发更强的T细胞交叉反应,也是突破开发通用疫苗的一大关键。
实验证明:CTERs提升广谱保护能力
为验证CTERs的免疫效果,研究团队招募了29名接种过新冠疫苗并感染过SARS-CoV-2的受试者,使用激活诱导标志物(AIM)检测对CTERs激发的T细胞免疫反应进行了评估。实验结果显示:
CTERs诱导的CD4⁺和CD8⁺ T细胞不仅能有效识别SARS-CoV-2,同时还能跨病毒识别其他多种β冠状病毒。
单纯针对S蛋白的疫苗对MERS-CoV和普通感冒冠状病毒(OC43、HKU1)的免疫响应较弱,而CTERs显示出显著的交叉反应能力。
增强覆盖率:满足多种种族和遗传背景需求
研究进一步显示,将S蛋白和非S蛋白CTERs结合到疫苗设计中,可以将人类白细胞抗原(HLA)的覆盖率提升两倍。HLA是决定人体能否有效识别疫苗表位的重要分子,覆盖率的提升意味着疫苗能适配更多不同种族和遗传背景的人群,减少“部分人群无效”问题。
通过剔除某些低覆盖率的CTERs,研究还成功简化了疫苗结构,既保持T细胞交叉反应,又降低了生产难度,显著增强了实际应用的可行性。
跨病毒保护:抑制变异株与未来威胁
更为重要的是,研究发现针对CTERs的T细胞能分泌干扰素-γ(IFN-γ),有效抑制病毒复制。尽管CTERs疫苗可能无法完全阻止感染,但可以显著降低重症和住院风险。这种策略弥补了中和抗体应对突变能力的不足,提供了更为稳定的保护效果。
正如研究负责人Alba Grifoni博士所说:“T细胞能识别病毒的所有关键蛋白,而不仅限于容易突变的S蛋白。在应对高变异病毒时,T细胞的稳定性尤为重要。”
意义与前景:通用疫苗走向多病毒家族
这一研究的意义远远超越冠状病毒。Grifoni团队正在将“锁定保守T细胞表位”的方法应用至其他病毒家族,如:
麻疹和尼帕病毒(副粘病毒科);
导致手足口病的肠道病毒;
引发出血热的拉沙病毒。
通过与不同领域的专家合作,他们正努力绘制更多病毒家族的保守表位图谱,未来为全球应对不同大流行性疾病提供“超级通用疫苗”。
总结:疫苗研发迎来新纪元
这项研究不仅为开发“通用β冠状病毒疫苗”提供了技术路径,也向跨病毒家族的“超级疫苗”迈出了重要一步。CTERs的识别与应用,突破了传统聚焦于易变蛋白的局限性,为多种疾病的精准防控带来了新希望。
未来,这种基于保守序列的免疫策略有望改变人类应对高变异病毒的方式,为应对未知病毒及大流行病提供稳固屏障。正如研究团队所期待的,“锁定保守T细胞表位”有可能成为公共卫生领域的革命性进展,助力全球健康发展。