传统疫苗多专注于单一病原体的免疫防护,比如水痘疫苗仅针对水痘-带状疱疹病毒。然而,新冠疫情让全球免疫学家意识到,单一目标的疫苗在应对复杂多变的病毒家族时显得力不从心。冠状病毒家族的成员,包括引发新冠的 SARS-CoV-2、导致中东呼吸综合征(MERS)的 MERS-CoV、普通感冒病毒 OC43 和 HKU1,甚至未知的新型变异株,均具大流行潜力。为此,全球科学家将目光投向覆盖更广的大流行防控策略。
近日,拉霍亚免疫学研究所(LJI)的研究团队在《细胞》(Cell)期刊发表研究成果,提出了开发“通用β冠状病毒疫苗”的关键路径——通过识别病毒进化中保留下来的“不变片段”,实现对冠状病毒家族的广泛免疫。这一研发策略或将为全球防控类似疫情开辟新方向。

前沿突破:寻找病毒“不变片段”
病毒在进化过程中,为了维持基本功能(如复制与结构稳定),通常会保留一些关键的“保守序列”。这些序列突变可能性极低,对病毒的生存至关重要。研究团队利用免疫表位数据库(IEDB)中 200 多个冠状病毒表位数据,结合生物信息学工具,成功锁定了 β 冠状病毒身上的“保守 T 细胞表位区域”(CTERs)。
令人意外的是,尽管这些CTERs只占据 SARS-CoV-2 全蛋白组的12%,却分布在多个关键蛋白上,包括刺突蛋白(S 蛋白)的4个区域、核衣壳蛋白(N 蛋白)以及非结构蛋白 nsp12 和 nsp13。特别是非 S 蛋白区域的CTERs,被发现能引发更强的交叉免疫反应,为突破传统疫苗“单靶点”局限提供了一条新路径。
免疫验证:CTERs引发广泛交叉反应
为验证CTERs的免疫效果,研究团队对29名接种过新冠疫苗并感染过 SARS-CoV-2 的志愿者进行了检测。这些参与者(中位年龄36岁,半数以上为白人)的T 细胞在接受CTERs刺激后展现出显著的交叉反应能力,不仅能识别 SARS-CoV-2,还能对 MERS-CoV 和普通感冒病毒(如 OC43、HKU1)产生免疫反应。与单纯针对S 蛋白的疫苗相比,CTERs对 MERS-CoV 的交叉反应更强,对普通冠状病毒也表现出明显优势。
此外,当将CTERs和传统全 S 蛋白疫苗结合,研究发现覆盖人类主要白细胞抗原(HLA)的能力提升了两倍。这意味着,这种疫苗设计能适配更多不同种族、遗传背景的个体,有效避免因人群差异导致的“部分人群无效”现象。
优化疫苗设计:简化结构,提升效率
尽管CTERs分布于多个蛋白区域,研究还发现去除低人群覆盖率的CTERs后,其免疫反应和交叉作用并未显著减弱。这一发现有助于疫苗的简化设计,降低生产成本和物流复杂性,为大规模推广铺平了道路。
研究团队进一步通过 FluoroSpot 实验验证了CTERs的功能。结果显示,CTERs激活的 T 细胞可释放干扰素-γ(IFN-γ),有效抑制病毒复制。这意味着,即使未来出现新型β冠状病毒,这种疫苗可能无法完全阻止感染,但能够显著降低重症和住院风险。
突破传统:通用疫苗意义非凡
拉霍亚团队的研究表明,通用疫苗的关键在于激活持久稳定的 T 细胞免疫。与易突变的S蛋白中和抗体机制不同,T 细胞能识别病毒多个关键蛋白区域,对于变异毒株的适应性更强。研究助理教授Alba Grifoni指出,“在应对病毒变异时,T 细胞识别能力的广泛性或许比诱导中和抗体更具稳定性。”
未来展望:扩展至更多病毒家族
这项通用冠状病毒疫苗研究的意义还超越了冠状病毒家族。Grifoni团队正尝试将“锁定保守 T 细胞表位”的策略应用于其他病毒家族,例如引发麻疹、副粘病毒科的尼帕病毒、导致手足口病的肠道病毒,以及能引起高致病性出血热的拉沙病毒。
研究团队与全球多个领域的专家合作,构建了多个病毒家族的保守表位图谱。他们希望基于这一方法,未来能开发出覆盖多种致命病毒的“通用疫苗”,从整体上提高全球应对新兴传染病的能力。
总结:迈向“超级疫苗”时代的坚实一步
Alba Grifoni团队的研究深刻揭示了锁定病毒保守片段在疫苗研发中的巨大潜力。通过针对CTERs的精准设计,不仅大幅提升了疫苗的交叉保护性和人群覆盖范围,同时为未来可能出现的病毒变异提供了更稳定的免疫应对策略。这一研究突破了传统“一对一”疫苗的局限,为通用疫苗乃至“超级疫苗”开发开启了新篇章,或将从根本上改变人类应对病毒大流行的方式。



