科學家們想知道普通感冒最終是否可以被攻克

經過幾十年的失望,疫苗研發活動又掀起新的高潮 

馬丁·摩爾的孩子們一次又一次地患上感冒。他把他們送到醫生那裡,醫生只是告訴他除了帶他們回家等待自愈之外別無他法。

這種經歷讓摩爾感到惱火,尤其因為他是一名病毒學家。儘管病毒學家對鼻病毒(導致大多數感冒的原因)瞭解了很多,他們仍然沒有發明出針對它們的疫苗。

2013年,摩爾想知道自己是否可以製造一種疫苗。他諮詢了一位鼻病毒專家尋求建議。然而,這位專家卻告訴他:“哦,永遠不會有鼻病毒疫苗——這根本不可能。”


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“我想,‘好吧,讓我們來研究一下,’”埃默裡大學的副教授摩爾回憶道。

三年後,摩爾和他的同事們現在研製出了一種疫苗,在對獼猴的試驗中顯示出令人鼓舞的結果。這些猴子能夠產生針對多種鼻病毒的抗體。摩爾和他的同事們現在正在跟進這些結果進行更多的研究,並希望很快進入人體試驗。

然而,他們並非孤軍奮戰。其他研究小組,包括大學和製藥公司,也正在各自的疫苗研發方面取得進展。經過幾十年的失望和無奈,科學家們認為普通感冒最終可能可以被攻克。

倫敦帝國學院的加里·麥克萊恩說:“現在有很多專案正在進行中”,他也在研究另一種疫苗。

鼻病毒在20世紀60年代初被發現,此後不久,許多研究人員試圖製造針對它們的疫苗。他們很快發現鼻病毒是一個狡猾的敵人。它們已經進化成許多不同的形式,因此針對一種形式(稱為血清型)的抗體通常對其他任何形式都無效。

關於人體感冒疫苗試驗的最後一份報告發表於1975年。從那以後,就再也沒有相關報告了。

然而,近年來,一些科學家一直在努力重新引起人們對疫苗的興趣。他們已經證明,鼻病毒並非像以前認為的那樣無害。威斯康星大學醫學院研究感冒的兒科醫生詹姆斯·格恩博士說:“作為一種病原體,它越來越受到重視。”

感冒給家庭帶來了巨大的經濟損失。由於病假和父母為了照顧孩子而待在家裡,感冒估計每年從美國的工作場所生產力中耗費250億美元

感冒也會造成比科學家之前意識到的更大的身體傷害。當大多數人感冒時,鼻病毒會停留在他們的鼻子裡。但格恩和其他人已經發現,某些型別的鼻病毒可以深入肺部。許多兒童肺炎病例被證實是由鼻病毒引起的。

鼻病毒對已經患有某些慢性疾病(如哮喘、囊性纖維化或慢性阻塞性肺疾病)的人尤其危險。即使是輕微的感冒也會引發他們肺部的炎症失控。事實證明,大多數哮喘發作都是由鼻病毒引起的。

格恩說:“鼻病毒會在某些人身上引起更多疾病,當我說‘某些人’時,我指的是很多人。”

如果患有慢性阻塞性肺病的人因感冒引發的病發而最終住院,醫生可以嘗試抑制炎症,但最好的治療方法效果並不理想。麥克萊恩說:“疫苗會在一切開始之前就將其阻止。”

在過去的十年裡,麥克萊恩和帝國學院的其他人在小鼠身上研究感冒,以尋找疫苗的新靈感。他們將動物暴露於鼻病毒的不同部分,以觀察它們的免疫系統如何反應。

科學家在20世紀60年代和70年代測試的感冒疫苗促使免疫系統僅針對病毒外殼表面的蛋白質產生抗體。當接種疫苗的志願者再次感染時,這些抗體可以抓住鼻病毒並召喚免疫系統摧毀它們。

這種方法的問題在於,每種血清型的表面蛋白質都有不同的形狀。可以抓住一種血清型的抗體,會從另一種血清型上滑落。

但是,我們的免疫系統還可以透過另一種方式對抗鼻病毒——在它們入侵我們的細胞之後。一旦病毒進入內部,它們的外殼就會破裂,並釋放出內部蛋白質和基因。然後,細胞會利用這些分子製造新的病毒。

事實證明,細胞可以抓住這些分子中的一些,並將它們推到細胞表面。這就像它們在發出家庭入侵警報。免疫細胞可以學習識別這些病毒蛋白質。它們會指示受感染的細胞殺死自己,並減緩感染。

麥克萊恩和他的同事著手基於這種警報防禦機制開發一種新的疫苗。他們製造了來自鼻病毒的內部蛋白質,並將它們注射到小鼠體內。科學家們發現,小鼠的免疫系統可以學習識別這些蛋白質。如果他們將鼻病毒與小鼠血液混合,免疫細胞會積極攻擊受感染的細胞。

這種方法特別令人興奮的是,來自一種鼻病毒的蛋白質也可以引發對其他型別的反應。這是因為它們所針對的內部蛋白質從一種型別到另一種型別幾乎是相同的。它們可能無法進化成不同的形狀,因為那樣它們就會停止發揮其必要的作用。

當馬丁·摩爾開始研究感冒疫苗時,他沒有像帝國學院的科學家那樣嘗試尋找新的策略。相反,他試圖更新一種由弗吉尼亞大學科學家在20世紀70年代開創的方法。

弗吉尼亞團隊挑選了10種不同的血清型,並將它們組合成一劑疫苗。

弗吉尼亞研究人員之一布魯斯·哈莫里說:“它產生了一些抗體,但效果不是很好。” “如果你用一種不在疫苗中的毒株挑戰某人,就不會有交叉保護。”

但摩爾認為這個想法是可靠的。唯一的問題是,20世紀70年代的科學家沒有工具來實現它。在21世紀,這些工具現在觸手可及。

許多其他科學家並不認同摩爾的樂觀態度。他說:“這絕對是一場冒險。” “我們花光了所有錢,人們離開了實驗室。應有盡有。但我只是覺得這是我需要做的事情。”

為了製造一種新的疫苗,摩爾需要大量的鼻病毒。他還需要大量不同型別的鼻病毒。到目前為止,科學家們已經從患有感冒的人身上識別出160種類型。

為了獲得這些病原體,摩爾聯絡了詹姆斯·格恩。他知道格恩為了研究感冒,已經從他的病人那裡收集了二十多年的鼻病毒。

格恩說:“我們可能擁有世界上最大的兒童鼻涕收藏。”

從他的鼻涕收藏中,格恩和他的同事們可以分離出許多不同型別的鼻病毒。然後,他們可以提取這些病毒的基因並存儲起來。當他們想研究特定型別時,他們只需將基因注射到人體細胞中,讓它們產生新的病毒。這種基於基因的方法使他們製造病毒的速度比20世紀70年代快得多,並且他們可以確保他們製造的正是他們想要的型別。

對於試驗疫苗,摩爾決定將哈莫里的10種類型的疫苗增加到50種。他和他的同事們將大量每種型別的鼻病毒裝入一劑疫苗中。

他們將疫苗注射到獼猴體內,然後從猴子身上抽血。當他們將病毒混合到血液中時,他們獲得了對50種類型中的49種類型的強烈抗體反應。摩爾和他的同事們在《自然通訊》上發表了結果,他們現在正在進行一些額外的研究,他們希望這些研究能夠為人體試驗鋪平道路。

同時,帝國學院團隊已為其內部蛋白質疫苗申請了專利,並且也在朝著相同的方向前進。麥克萊恩說:“要說服人們拿出大量資金,你需要大量的臨床前資料。我們目前掌握的已經儘可能多了。”

哪種策略會勝出仍然是一個懸而未決的問題。甚至有可能兩種策略都會失敗。麥克萊恩和他的同事們仍然需要證明,使用單一蛋白質的疫苗可以防止引起大多數感冒的全部鼻病毒。

麥克萊恩還想知道摩爾的50種類型疫苗在現實世界中的效果如何。麥克萊恩說:“這是一篇很棒的論文,但它並沒有展示任何新東西,只是能夠將50種類型的病毒裝入一個小小的注射劑中。” “很好,你會得到 50 種免疫反應。這對那 50 種類型有效,但對另外 30 種類型可能無效。”

格恩同意這是一個令人擔憂的問題。他說:“如果真的需要 130 種類型,那麼一種疫苗的製造量將非常大。” 他說,現在為一組人量身定製摩爾的疫苗可能更有意義。

例如,似乎只有某些型別的鼻病毒對患有慢性阻塞性肺病的人構成最大的風險。科學家們可能會首先測試針對慢性阻塞性肺病的感冒疫苗。如果有效,他們可以考慮擴大規模,為更多人提供感冒疫苗。

在 40 年前放棄感冒疫苗後,哈莫里很高興再次聽到人們以這種方式談論它。他說:“我感到非常興奮。” “我認為人們重新回到一個多年來被擱置的重要問題上是絕對了不起的。”

STAT許可轉載。本文最初發表於 2016 年 10 月 20 日

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