疫苗“穿衣”实现常温保存

运用基因工程和生物矿化方法实现疫苗热稳定

发布时间:2013-05-08来源:新葡京棋牌下载资讯办编辑:周炜8895


    
    图片说明:基因工程在疫苗表面引入矿化功能片段(蓝色)从而通过自矿化获得常温疫苗。
    
    
疫苗要保持活性,必须低温保存,这已是大家的生活常识。科学家最新的一项研究打破了这一常规:让疫苗自己“穿”上一件“外衣”,它就能在常温下保存一周以上。这种疫苗制备的新方法,有望帮助应对炎热地区发展中国家的疫苗困境。
    
    新蒲京棋牌化学系唐睿康教授和中国军事医学科学院微生物流行病研究所秦成峰带领团队共同完成了该项研究,相关成果4月15日在线发表在美国科学院院刊(PNAS)上。PNAS网站把该研究列为“热点文章”,以《为发展中国家设计的耐热疫苗》为题进行了报道。
    
    
传染病疫苗的发展是医学科学史上最重要的贡献之一。但是,目前人类疫苗计划的80%费用消耗在冷链(疫苗从生产企业到接种单位运转过程中的储存、运输冷藏设施设备)的使用。冷链保存不但昂贵,而且难度大。据统计,每年有17%—37%的疫苗因为运输和保存不当而面临失效风险。特别是在电力紧张的贫困国家,有的疾病虽已开发出相应的疫苗,但每年依然会夺去上千万人的生命。2003年,《科学》杂志发布全球健康卫生领域面临的14大挑战,在这个来自13个国家的20名科学家和公共卫生专家共同参与的调研结果中,“制备不需冷藏的疫苗”位列第二。
    
    “在此之前,科学家希翼在疫苗中引入抗热基因,但是收效甚微。”唐睿康先容,他们的研究团队另辟蹊径,尝试在疫苗的衣壳上引入矿化基因,让疫苗“自学”矿化,为自己“穿”上一层 “外衣”,也能达到抗热的目的。
    
    “外衣”是如何“织”成的?唐睿康说,这项研究同时运用了生物矿化与遗传技术。生物矿化(biomineralization)是指由生物体通过生物大分子的调控生成无机矿物的过程。鸡蛋壳、贝壳、牙齿,都是大自然生物矿化的产物。“鸡蛋因为有了一层蛋壳,它就能在室温下保存一周以上。”在此之前,唐睿康课题组曾成功在酵母细胞和斑马鱼卵的外层“穿”上一层矿化的“外衣”。
    
    “通过研究,大家找到了有效的位点,将仿生核肽(biomimetic nucleating peptides)整合到疫苗的衣壳上,这样,疫苗就能自主地将磷酸钙引入到疫苗表面,获得一个矿化表壳。”唐睿康说,这种矿化外壳令封闭的疫苗产生了很好的热稳定性,疫苗能在26℃下储存超过9天,在37℃下能保存约1周的时间。同时,通过体内体外实验证明,这种工程疫苗依然能有效地产生预防疾病的作用。
    
    这一研究得到了新蒲京棋牌中央高校基本科研业务费(校长专项)、国家“973计划”和国家自然科学基金的资助。目前,由于大部分疫苗的蛋白序列和三维结构已被解析,类似的基因工程策略可以广泛地应用于现有疫苗的改造。这一策略结合了基因工程和生物矿化的优点,方便、简单、低成本,为抗热疫苗的设计提供了一个切实可行的新思路,特别有利于规模化生产和质量控制。
    
    (周炜)
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