结构生物学有助于推动冠状病毒疫苗开发
最近COVID-19爆发的一种小说类型的冠状病毒开始在中国引发了大规模的全球努力控制和减缓它的传播。尽管这些努力,上个月在病毒已经开始流传中国以外的多个国家和地区。
案例已经出现在美国涉及一些受影响的人最近都没去国外。他们还没有接触其他刚从中国或其他国家的病毒正在蔓延。美国国立卫生研究院和美国其他公共卫生机构站在高度警惕和动员所需资源帮助不仅在它的容器,但在挽救生命的干预措施的发展。
在治疗和预防方面,一些令人鼓舞的消息是最近报道。在记录时间,nih的研究团队的创建了第一个原子结构示意图承诺蛋白质疫苗开发的目标。1这就是所谓的飙升导致COVID-19新冠状病毒蛋白质。如上所示,部分的表面附属物(绿色)允许病毒与人类细胞上的一个受体,导致其他部分的融合病毒和人类细胞膜。这个过程所需的病毒进入细胞并感染他们。
老鼠候选疫苗的临床前研究基于此突起蛋白已经开始在国立卫生研究院疫苗研究中心(VRC),部分国家过敏症和传染病研究所(NIAID)。一个早期的阶段我的这种疫苗临床试验的人预计将在数周内开始。但后,将会有更多的步骤,测试安全性和有效性,然后扩大生产数以百万计的剂量。尽管这个时间表可能会打破所有先前的速度记录,安全有效的疫苗将需要至少一年准备广泛部署。
冠状病毒是一个大家庭的病毒,包括一些导致人类健康的“感冒”。事实上,这些病毒被发现在世界各地和占30%的成人上呼吸道感染。
COVID-19的爆发标志着近年来第三次,已经出现了冠状病毒,从而导致一些人严重疾病和死亡。早期冠状病毒暴发包括SARS(严重急性呼吸系统综合症),出现在2002年底,消失两年之后,和即(中东呼吸系统综合症),于2012年出现,并继续影响人们在小数字。
COVID-19出现后不久,新冠状病毒、SARS密切相关,被认为是其原因。nih的研究人员,包括杰森McLellan VRC现在的校友在德克萨斯大学奥斯汀分校,都准备好了。他们一直在研究冠状病毒与NIAID调查人员合作多年,特别关注的蛋白质。
仅仅两周后中国科学家报道第一个病毒的基因组序列2,McLellan和他的同事们设计并生产样品的峰值蛋白质。早前,重要的是,他的团队开发了一个方法来锁定冠状病毒峰值蛋白质形状,使它们更容易通过高分辨率成像工具分析结构低温电子显微镜和用于疫苗开发工作。
锁定后的蛋白质的形状与人类细胞感染它融合之前,研究人员重建它的原子尺度的“3 d结构映射在短短12天。他们的研究结果,发表在《科学》确认导致COVID-19突起蛋白在病毒非常相似,它的近亲,SARS病毒。它似乎也结合人类细胞比SARS病毒更紧密,这可能有助于解释为什么新冠状病毒似乎更容易在人与人之间传播,主要是通过呼吸道传播。
McLellan的团队和他NIAID VRC同行还计划使用稳定峰值蛋白质作为探针分离自然产生抗体的人已经从COVID-19中恢复过来。这些抗体可能的基础治疗的人一直暴露在病毒,如卫生保健工作者。
NIAID现在与现代化生物技术公司合作,剑桥,妈,使用最新的发现开发一个候选疫苗使用信使核糖核酸(mRNA),使蛋白质分子作为模板。目标是直接身体产生一个峰值蛋白质以这样一种方式引起免疫反应和抗体的产生。早期临床试验疫苗的人预计将在未来几周内开始。其他候选疫苗也在临床前开发。
与此同时,在美国的第一个临床试验来评估一个实验性治疗COVID-19已经开始内布拉斯加州大学医学中心的biocontainment单位3。nih资助的专门试验将评估实验抗病毒药物的安全性和有效性remdesivir住院成人患有COVID-19。第一个参与者是一个美国人被遣返后隔离钻石公主游轮在日本。
如上所述,在美国的风险承包COVID-19目前低,但情况正在迅速改变。的一个特性,使病毒如此具有挑战性的呆在前面是长的潜伏期特点感冒发烧、咳嗽、气短清单。事实上,人感染该病毒可能不会显示任何症状长达两周,让他们在此期间将它传递给别人。你可以跟踪报告病例在美国疾病控制和预防中心的网站。
随着疫情持续在未来几周和几个月,你可以肯定,国家卫生研究院和其他美国公共卫生组织正在全速了解这种病毒和开发更好的诊断,治疗和疫苗。
引用
- Wrapp等。2019 -(2020)低温电子显微镜结构ncov激增十二构象。科学。DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb2507
- 吴等。(2020)一个新的冠状病毒与人类呼吸道疾病在中国。自然。DOI: https://doi.org/10.1038/s41586 - 020 - 2008 - 3
- 美国国立卫生研究院的。(2020年2月25日)。NIH remdesivir治疗COVID-19开始临床试验。(新闻稿)。来自:https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-clinical-trial-remdesivir-treat-covid-19-begins
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