流感、艾滋病、SARS和埃博拉出血熱等傳染病時刻危害著人類健康和社會穩定,其幕后“黑手”是結構多樣、且變異快速的病毒,而疫苗是預防病毒感染的有效手段。當前的病毒疫苗通常經過結構改造和減毒處理,其免疫原性或大大降低,或因殘留病毒活性而致安全隱患,或因工藝復雜而不具普適性。
北京大學周德敏、張禮和教授團隊在科技部“973計劃”、國家自然科學基金、國家創新藥物專項等項目的持續支持下,以流感病毒為模型,成功研發了復制缺陷型病毒活疫苗制備技術。該方法提出了與傳統減毒或滅活處理方式完全不同的病毒疫苗研制技術,即保留病毒完整結構和感染力,僅將病毒基因組中的一個或多個三聯遺傳密碼子突變為終止密碼,使病毒在宿主體內的繁殖復制機制失效,同時發揮其刺激宿主產生免疫保護的作用,甚至具有治療前景的抗病毒藥物。小鼠、雪貂、豚鼠動物實驗表明復制缺陷型活病毒疫苗具備野生型病毒相似的感染活性,但由于病毒復制能力缺陷,其感染之后對動物不構成生命威脅。該活病毒疫苗具有與野生型病毒類似的天然結構和感染活性,能夠誘導產生強而廣的免疫反應,包括體液免疫、細胞免疫和粘膜免疫,其免疫效果遠超市售的滅活流感疫苗。
更重要的是該課題組發現活病毒疫苗與野生型流感病毒同時感染細胞或動物體時,由于病毒之間發生基因重排,含終止密碼子的活病毒疫苗基因片段重排到野生型病毒的基因組中,使得野生型病毒轉變成含終止密碼子的復制缺陷型病毒,從而削弱甚至消除了野生型病毒的復制能力。因此,該活病毒疫苗不僅可以作為常規的預防性病毒疫苗,還可能作為新型的生物技術藥物用來清除已經感染的病毒,發揮治療病毒感染的作用,這是目前市售流感疫苗所不具備的。研究還表明該研究成果具有普適性,有可能在其他適宜病毒的疫苗研發中發揮作用。該技術有望成為人們抗擊包括SARS、埃博拉等病毒感染的新武器,服務于國家生物安全戰略。
《科學》雜志以“復制缺陷型甲型流感病毒活疫苗的研制”為題刊發了該成果[Science,354(6316):1170-1173],并評述其為病毒疫苗領域的革命性突破。《自然》雜志以“馴服病毒的新方法”為題詳細評述了該研究成果,認為北京大學周德敏團隊的方法將整體促進和提高病毒疫苗的研發。該研究成果入選2017中國科學十大進展,是我國長期支持基礎研究、并鼓勵科學家將基礎研究進行臨床轉化政策導向下取得的典型范例,開創了兼具預防和治療作用新型病毒疫苗研發的新策略與新路徑。