关键的挑战在COVID-19疫苗发展概述

疫苗的目的是引发反应,安全预防感染和/或疾病的负担。虽然这是适用于所有疫苗,导致的步骤为每个感染安全有效的产品可以是不同的。COVID-19而言,由于病毒SARS-CoV-2,研究员贝勒大学医学院和德州儿童医院发现疫苗设计可能面临的具体挑战和疫苗开发方法需要了解自然免疫系统如何回应一个特定的感染以及疫苗如何触发特定的保护性反应。

的国家热带医学学校贝勒和疫苗研发中心在得克萨斯儿童,共同领导玛丽亚艾琳娜Bottazzi博士和彼得·霍特兹博士,目前正在开发冠状病毒疫苗。研究人员运用他们多年的经验发展疫苗被忽视的热带和新兴传染病如SARS和即开发COVID-19安全有效的疫苗。

“当我们进行候选疫苗的设计和测试,我们认为与临床免疫学家合作的必要性,也从事基础和转化研究,这样我们一起可以通知我们的疫苗开发工作,确保我们评估保护机制和避免任何不良诱导免疫反应与一些呼吸道病毒有关,“Bottazzi说,教授儿科和分子病毒学和微生物学和国家热带医学学院副院长贝勒。

Bottazzi和Hotez走近贝勒的胸腔大卫·科里博士、过敏和免疫学教授风湿病和富布赖特赋予椅子在病理学病理学和免疫学。他也是的一员丹•邓肯综合癌症中心。

他们合作的成果之一是最近发表的两篇论文,一个微生物和感染和其他自然评论免疫学。

“这些出版物是深入文献检索和分析的结果已经通知我们的疫苗发展战略。我们强调实验和临床证据显示的一些挑战向COVID-19疫苗的发展——我们知道我们不知道,我们应该密切关注的临界点我们推进和评估候选疫苗,”Bottazzi说。

对COVID-19保护性反应是什么样子?

COVID-19是一种新的疾病,而大多数的证据指向自然感染病毒产生保护性免疫,重要的差距依然存在。

研究人员知道,例如,保护最可能的机制将需要依靠一个健壮的与中和抗体反应能力,再加上一个平衡的细胞反应和细胞因子或免疫蛋白。在最近的研究中,恒河猴感染SARS-CoV-2显示产生保护性抗体,抵抗再感染。先前的研究从2003年冠还显示,持续对丙肝病毒的抗体反应峰值蛋白质——蛋白质病毒使用绑定和入侵细胞——特别是对飙升的一部分蛋白质称为受体结合域,支持免疫力。

“我们鼓励的证据支持的可能性对突起蛋白的免疫受体结合域代表一个现实可行的疫苗接种策略。然而,许多问题仍然存在。”Hotez说,他作为国家热带医学学院院长贝勒,以及德州儿童医院儿科赋予椅子在热带。

“研究引发的免疫反应在人感染该病毒是一种研究人员可以选择哪些组件或病毒抗原有前途的候选人使用设计疫苗时,“Bottazzi说。”,再加上疾病的研究使用实验室模型,是科学家们试图预测是理想的保护机制由疫苗引起的。”

在此基础上,贝勒和得克萨斯儿童团队,与纽约血液中心合作,开发一种疫苗策略基于这个病毒蛋白的片段,受体结合域。

如何设计一个安全的疫苗预防COVID-19吗

实验和临床观察期间之前尝试开发疫苗呼吸道病毒疫苗配方建议一些可能会引发不良反应。这些反应可能是细胞介导,而另一些可能是引发的抗体。

细胞介导的反应

临床前测试的一些实验性疫苗之后,病毒感染动物模型显示组织损伤诱导后的细胞浸润引起的免疫反应。

“一些实验动物发展肺部炎症反应或肝脏特点是重要的免疫细胞,淋巴细胞浸润,单核细胞和嗜酸性粒细胞,”科里说。“我们的文献研究表明,这种细胞渗透可以与il - 6,细胞因子和免疫蛋白强烈增加COVID-19患者细胞因子风暴经验,过度生产的细胞因子可以危及生命。”

“我们还发现研究表明类型Th17免疫反应可能会占细胞浸润,包括嗜酸性粒细胞,观察在动物模型中,”霍特兹说。

这与实验viral-vectored疫苗免疫观察渗透。Viral-vectored疫苗使用化学削弱和运输组件或不同的病毒抗原COVID-19病毒进入身体刺激免疫反应。

尽管还需要更多的研究来理解细胞反应的机制及其与临床结果,潜在的重要免疫细胞浸润为COVID-19疫苗发展有重要意义。

研究还表明,疫苗佐剂的选择——代理通常添加到促进积极的免疫反应,可能会影响免疫反应引起的类型。例如,在SARS疫苗,用明矾降低细胞渗透,表明这个佐剂可以减少这些不良反应。

“基于证据之前,我们也选择评估和利用明矾COVID-19疫苗配方,因为我们的目标是确保我们减少诱导一个不良免疫反应的可能性,“Bottazzi说。

抗体介入反应

锁定增强,这种反应之前已经观察到登革热和其他病毒感染。

“锁定增强登革热抗体时绑定到病毒和航天飞机里面抗击感染的细胞称为巨噬细胞。一旦病毒和抗体涂层在巨噬细胞内,它不会死的。它复制,”科里说。”内的巨噬细胞最终传播感染机体巨噬细胞移动。”

这种现象是否与人类冠状病毒感染相关还不清楚。在实验室实验中,锁定增强似乎发生non-neutralizing和中和抗体。

“因为这个原因,我们选择了该病毒的受体结合域。它排除了病毒蛋白的抗原表位或部分可能诱发锁定增强,”霍特兹说。

“我们没有发现任何证据表明疫苗引发锁定增强在实验室临床前实验。实验证据表明,我们的疫苗受体结合域会导致病毒的中和,”Bottazzi说。

临床前研究与我们的合作伙伴在德克萨斯大学医学分支,表明受体结合域在明矾的确是一个有希望的候选疫苗。它可以引发免疫反应,保护,不引起不良的细胞免疫反应。我们正在努力推进这种方法第一阶段研究诊所。”

“有许多挑战克服但前所未有,世界各地的科学家正在共同努力,开发有效的和负担得起的疫苗,”科里说。“我们会到达那里,它只会花时间去做吧。”

“我们相信,我们需要许多候选疫苗,平台和试验,我们可以评估尽可能多的疫苗选项选择的最合适的和被证明是最有效和安全的,”霍特兹说。“我们投资了近十年的研究免疫保护,最大限度地减少或预防免疫增强。最终,我们的目标是全球人口,这些疫苗都是可访问的和负担得起的。”

参考:Peter j . Hotez, David b .科里,玛丽亚艾琳娜Bottazzi。COVID-19疫苗设计:免疫增强的另一面。自然评论免疫学,2020;DOI: 10.1038 / s41577 - 020 - 0323 - 4。

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