喬納斯·索爾克(Jonas Salk)創(chuàng)建了一種自1955年以來(lái)一直使用的脊髓灰質(zhì)炎疫苗;阿爾伯特·薩賓(Albert Sabin)創(chuàng)建了自1961年以來(lái)投放市場(chǎng)的另一種疫苗。這兩種疫苗加在一起幾乎消除了地球上的脊髓灰質(zhì)炎。

重在上。在亞洲，非洲和美洲的發(fā)展中國(guó)家，疫情一直持續(xù)存在，部分原因是這些疫苗的局限性。最近，在2013年，以色列報(bào)告了“無(wú)聲” 脊髓灰質(zhì)炎爆發(fā)，其中沒(méi)有人生病，但在環(huán)境和接種疫苗的人中發(fā)現(xiàn)了該病毒。

賓夕法尼亞大學(xué)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的新研究為替代方法提供了希望。賓夕法尼亞大學(xué)的團(tuán)隊(duì)與美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心和美國(guó)食品與藥物管理局的研究人員合作，通過(guò)操縱植物表達(dá)脊髓灰質(zhì)炎病毒中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)，開(kāi)發(fā)了口服疫苗加強(qiáng)劑。對(duì)來(lái)自免疫小鼠的血清進(jìn)行的測(cè)試表明，加強(qiáng)免疫力可以抵抗所有三種脊髓灰質(zhì)炎血清型。

賓州牙科醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)系教授，這項(xiàng)工作的資深作者亨利·丹尼爾(Henry Daniell)說(shuō)：“我們的疫苗研究有可能為及時(shí)解決全球脊髓灰質(zhì)炎的爆發(fā)提供解決方案。”

丹尼爾(Daniell)以植物為基礎(chǔ)的系統(tǒng)用于制造疫苗，他與實(shí)驗(yàn)室成員Chan Hui-Ting Chan和Xiaoyuhong Xiao以及CDC的William C. Weldon和Steven M. Obserste以及美國(guó)疾病預(yù)防控制中心的Konstantin Chumakov一起工作。 FDA。

該論文發(fā)表在《植物生物技術(shù)雜志》上。

自1988年發(fā)起全球根除脊髓灰質(zhì)炎行動(dòng)以來(lái)，由世界衛(wèi)生組織，扶輪國(guó)際，疾病預(yù)防控制中心和聯(lián)合國(guó)兒童基金會(huì)帶頭開(kāi)展的合作使脊髓灰質(zhì)炎疫苗得到了廣泛普及，該疾病的發(fā)病率已從350,000例減少了99%以上從1988年的70到2015年的74。

目前，全世界都在使用兩種疫苗，即二價(jià)口服脊髓灰質(zhì)炎疫苗或bOPV，以及滅活的脊髓灰質(zhì)炎疫苗IPV，以預(yù)防脊髓灰質(zhì)炎。每個(gè)都有各自的優(yōu)勢(shì);IPV保護(hù)個(gè)人，而口服疫苗則可以保護(hù)社區(qū)。兩者對(duì)于使世界比以往任何時(shí)候都更加重要。

IPV是非常安全的，但比bOPV昂貴得多，并且由于它是一種注射劑，因此不如bOPV口服給藥那么容易。而且，它不會(huì)誘導(dǎo)腸道免疫，這意味著接種疫苗的個(gè)體仍然可以散發(fā)病毒。這就是2013年在以色列發(fā)生的情況，當(dāng)時(shí)在污水中發(fā)現(xiàn)了脊髓灰質(zhì)炎病毒，并開(kāi)展了口服脊髓灰質(zhì)炎疫苗快速疫苗接種運(yùn)動(dòng)，以防止傳播給未接種疫苗的人。

與IPV相比，bOPV具有更好的腸道免疫力，因此有潛力更好地預(yù)防脊髓灰質(zhì)炎病毒的傳播。但是，由于在口服脊髓灰質(zhì)炎疫苗中發(fā)現(xiàn)了減毒活病毒，因此在極少數(shù)情況下，在免疫不足的社區(qū)中，該病毒會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生突變，并轉(zhuǎn)化為可導(dǎo)致麻痹的病毒形式。這種風(fēng)險(xiǎn)是導(dǎo)致tOPV于4月份全面撤出的原因，tOPV是針對(duì)該病毒所有三種血清型的三價(jià)OPV。最終，所有形式的口服脊髓灰質(zhì)炎疫苗將在全球范圍內(nèi)撤回。然而，保持針對(duì)脊髓灰質(zhì)炎病毒的腸道免疫的重要性仍然是一個(gè)問(wèn)題。

為了解決當(dāng)前疫苗的不足，Daniell及其同事旨在設(shè)計(jì)一種不基于減毒活脊髓灰質(zhì)炎病毒的加強(qiáng)疫苗，并且可以誘導(dǎo)針對(duì)所有三種血清型脊髓灰質(zhì)炎的粘膜免疫。此外，盡管IPV和bOPV需要冷藏，但研究人員希望設(shè)計(jì)一種無(wú)需長(zhǎng)期冷藏即可穩(wěn)定的疫苗，從而使護(hù)理時(shí)的存儲(chǔ)，運(yùn)輸和管理更加容易。

Daniell的基于植物的藥物開(kāi)發(fā)平臺(tái)非常適合該任務(wù)。在其中，通過(guò)用基因轟擊葉片直至葉綠體吸收了該基因，從而促使植物生長(zhǎng)出所需的生物分子。然后植物在其葉片中產(chǎn)生相關(guān)的蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)可以生長(zhǎng)然后冷凍干燥并封裝以用于口服。

為了誘導(dǎo)針對(duì)脊髓灰質(zhì)炎的免疫力，研究人員決定針對(duì)病毒蛋白1或VP1，這是脊髓灰質(zhì)炎所有三種血清型中都存在的一種結(jié)構(gòu)蛋白。他們將其融合到載體蛋白霍亂毒素亞基B上，使該蛋白能夠穿過(guò)粘膜表面，然后證實(shí)它們可以在煙草和生菜植物中穩(wěn)定表達(dá)融合蛋白。

接下來(lái)，他們將表達(dá)融合蛋白的凍干植物材料喂給小鼠，以查看它是否可以在已經(jīng)接種IPV疫苗的小鼠中誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。

丹尼爾說(shuō)：“與佐劑一起配制的疫苗在小鼠中誘導(dǎo)了高水平的粘膜和全身免疫，”分別對(duì)應(yīng)于IgA和IgG抗體反應(yīng)。“而且當(dāng)CDC對(duì)來(lái)自免疫小鼠的數(shù)百份血清樣本進(jìn)行測(cè)試時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)它可以中和脊髓灰質(zhì)炎病毒的所有三種血清型。”

研究人員希望獲得FDA的批準(zhǔn)，以這種無(wú)病毒疫苗在人體中進(jìn)行臨床研究，這種疫苗生產(chǎn)成本相對(duì)較低，不需要冷藏或特殊處理，因此最終可以為無(wú)脊髓灰質(zhì)炎的世界做出貢獻(xiàn)。

他說(shuō)：“我們可以將膠囊運(yùn)送到世界的每一個(gè)角落，并提高IPV的接種率。” “現(xiàn)在該改善我們已經(jīng)使用75年的疫苗了。”

此外，丹尼爾(Daniell)說(shuō)，低成本加強(qiáng)疫苗的概念可以用于許多其他病毒性疾病，因?yàn)槊庖吡υ谒ダ蠒r(shí)會(huì)減弱，從而導(dǎo)致潛伏病毒的重新激活。帶狀皰疹是一個(gè)很好的例子。

他說(shuō)：“可以通過(guò)簡(jiǎn)單的提振來(lái)避免這種情況。”