了解疫苗开发的“前世今生”,绘制全球传染病疫苗研发蓝图:Cell 50周年特刊和Nature重磅综述

抗体圈

1周前

使病毒载体和mRNA疫苗直接在人体表达抗原,加速传染病防治效率,比如针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗。

前言

传染病大流行对全球公共卫生构成重大威胁,COVID-19使疫苗成为全球关注的焦点。过去的200年,在一系列技术和科学创新的推动下,疫苗在根除天花和显著降低其他疾病的发病率方面发挥了重要作用

据统计,目前全球大约有27种疫苗获得许可,如流感疫苗、乙肝疫苗、肺炎疫苗、HPV疫苗、百日咳疫苗等。这些疫苗20多种病毒的感染提供保护,但是能够感染人类的病毒远远多于20种,比如最近在广东省流行的登革病毒还没有疫苗上市(点击文末"阅读原文",了解更多病毒疫苗开发信息。)

Cell 50周年特刊:疫苗的过去与未来

在这篇题为“Transforming vaccinology”的综述文章中,研究人员从疫苗关键创新的历史角度出发,对灭活疫苗、重组疫苗、mRNA疫苗等技术平台进行概述。

基于疫苗发展时间线梳理其研发史上的重要突破。从19世纪前直接接种活“毒”,到减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗,再到第三代mRNA疫苗,是一系列疫苗研发技术的重大突破:

1) DNA重组技术

乙肝病毒无法被减毒培养,其疫苗迟迟未能研发成功。在DNA重组技术出现后,科学家成功在酵母表面获得乙肝表面抗原,并用于预防乙肝病毒感染。在昆虫细胞表达的抗原蛋白可以形成病毒样纳米颗粒,进而介导更强的免疫反应。

2) 反向疫苗学

基因组测序技术使科学家能够从全基因组筛选有效抗原,通过抗原基因进行高通量克隆、表达、纯化获得重组蛋白,在进行体内、体外评价,筛选出疫苗。第一个应用案例是B型脑膜炎杆菌疫苗。

3) 基于结构的抗原疫苗设计

这类疫苗的代表有呼吸道合胞病毒(RSV)融合蛋白(F)、SARS-CoV-2和中东呼吸综合征(MERS)刺突蛋白(Spike)亚单位疫苗等。

4)快速基因合成技术

使病毒载体和mRNA疫苗直接在人体表达抗原,加速传染病防治效率,比如针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗。

人类传染病主要疫苗技术平台

(源自参考文献:doi: 10.1016/j.cell.2024.07.021)

清华梁万年教授汇总全球疫苗研发蓝图

此前,清华大学的梁万年教授团队曾在Nature reviews drug discovery期刊发表综述文章“The RD landscape for infectious disease vaccines,结合疫苗技术平台、传染病领域及全球研发地区分布对当前全球传染病疫苗研发进行概述分析

研究人员对966种候选疫苗进行统计,其中占据榜首的是重组蛋白疫苗(22%,215种)。重组蛋白疫苗安全性、稳定性良好和易于制造,是所有类型中临床Ⅰ期开发数量最多的候选疫苗(93种)。

核酸疫苗发展迅速,紧随重组蛋白疫苗之后位居第二(18%,173种)。目前许多候选疫苗正在开发中,包括新冠(95个)、流感(24个)和艾滋病毒(21个)。虽然文章没有统计mRNA疫苗的占比,但是根据当下情况,不难猜出mRNA占有压倒性的比例。

当然减毒或灭活病毒疫苗仍然占据较大的研发比例(两者合占23%)。

病毒载体疫苗有可能诱导强大和持久的免疫反应,近年来备受关注。据统计有133种候选病毒载体疫苗正在研发中,包括腺病毒、逆转录病毒、慢病毒和痘病毒,用于开发埃博拉、艾滋病毒、流感和新冠等疾病的疫苗。

结合疫苗基于免疫原性蛋白载体与荚膜多糖或肽的共价连接,主要针对脑膜炎球菌、肺炎球菌和流感嗜血杆菌等病原体开发

传染病疫苗研发蓝图

(源自文献:doi: 10.1038/d41573-023-00119-4)

一系列的研究和综述文章展现了疫苗研究领域的活力和创新。全球科学家持续突破疫苗开发,以期面对新出现传染病的威胁

✦义翘神州疫苗研发解决方案

义翘神州拥有先进的技术平台和丰富的生产经验,为多种疫苗研发提供解决方案。产品和服务涵盖疫苗早期开发、临床前研究、临床试验、生产和质量控制的整个流程,助力客户高效推进项目研发。

部分客户案例展示

新冠mRNA疫苗开发

四川大学华西医院宋相容团队在小鼠模型中研究了脂质体新冠RBD-mRNA疫苗(LPX)的给药途径对免疫原性的影响,证实不同给药途径影响血清中和病毒的能力和Th1型、Th2型细胞免疫反应。研究人员利用义翘神州的新冠Spike RBD ELISA试剂盒(Cat#: KIT40592)定量检测HEK293T细胞裂解液及小鼠血清中的RBD蛋白水平。

A. 疫苗LPX在HEK293细胞中转染12和24小时后,用ELISA试剂盒(Cat#: KIT40592)定量分析细胞内外RBD表达量;B. 检测不同免疫途径接种LPX疫苗后,小鼠体内血清的RBD水平。(源自文献:doi: 10.1016/j.jconrel.2021.05.024)

RSV亚单位疫苗开发

Chulalongkorn University研究团队在开发RSV重组蛋白疫苗研究中,以义翘神州的RSV-F蛋白(Cat#: 11049-V08B)为包被抗原,用ELISA方法评估RSV-F Fc融合蛋白的免疫原性。利用抗RSV-F单抗(Cat#: 11049-R302)进行微量中和试验(microneutralization assay)评估小鼠免疫血清的中和抗体水平。

A. ELISA检测小鼠免疫血清的RSV特异性滴度;B. 微量中和试验检测小鼠免疫血清的中和抗体滴度(源自文献:doi: 10.1016/j.btre.2023.e00826)

重组带状疱疹疫苗开发

Yaru Quan等人在开发氢氧化铝为佐剂的新型带状疱疹候选疫苗LZ901过程中,使用义翘神州VZV-gE重组蛋白评估疫苗的免疫原性。结果表明,LZ901诱导的gE特异性IgG抗体水平与Shingrix®疫苗(AS01B佐剂)相当,且FAMA法证明了两者的中和抗体能力相似。

gE特异性IgG滴度分析
(源自文献:doi: 10.3390/vaccines12070775)

免责声明:义翘神州内容团队仅是分享和解读公开的研究论文及其发现,专注于介绍全球生物医药研究新进展。本文仅作信息交流用,文中观点不代表义翘神州立场。随着对疾病机制研究的深入,新的实验结果或结论可能会修改或推翻文中的描述,还请大家理解。

本文不属于治疗方案推荐,如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。

(点击文末"阅读原文",了解更多病毒疫苗开发信息。)

【参考文献】

1. Rino Rappuoli, Galit Alter and Bali Pulendran, Transforming vaccinology. Cell. 2024. https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.07.021

2. Jianying Yue, et al. The RD landscape for infectious disease vaccines. Nature reviews drug discovery. 2023. https://doi.org/10.1038/d41573-023-00119-4

3. Hai Huang, et al. The investigation of mRNA vaccines formulated in liposomes administrated in multiple routes against SARS-CoV-2. Journal of Controlled Release, 2021. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2021.05.024

4. N. Pisuttinusart et al. Immunogenicity of a recombinant plant-produced respiratory syncytial virus F subunit vaccine in mice. Biotechnology Reports, 2023. https://doi.org/10.1016/j.btre.2023.e00826

5. Yaru Quan, et al. Comparison of the Immunogenicity of the LZ901 Vaccine and HZ/su Vaccine in a Mouse Model. Vaccines 2024. https://doi.org/10.3390/vaccines12070775

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使病毒载体和mRNA疫苗直接在人体表达抗原,加速传染病防治效率,比如针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗。

前言

传染病大流行对全球公共卫生构成重大威胁,COVID-19使疫苗成为全球关注的焦点。过去的200年,在一系列技术和科学创新的推动下,疫苗在根除天花和显著降低其他疾病的发病率方面发挥了重要作用

据统计,目前全球大约有27种疫苗获得许可,如流感疫苗、乙肝疫苗、肺炎疫苗、HPV疫苗、百日咳疫苗等。这些疫苗20多种病毒的感染提供保护,但是能够感染人类的病毒远远多于20种,比如最近在广东省流行的登革病毒还没有疫苗上市(点击文末"阅读原文",了解更多病毒疫苗开发信息。)

Cell 50周年特刊:疫苗的过去与未来

在这篇题为“Transforming vaccinology”的综述文章中,研究人员从疫苗关键创新的历史角度出发,对灭活疫苗、重组疫苗、mRNA疫苗等技术平台进行概述。

基于疫苗发展时间线梳理其研发史上的重要突破。从19世纪前直接接种活“毒”,到减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗,再到第三代mRNA疫苗,是一系列疫苗研发技术的重大突破:

1) DNA重组技术

乙肝病毒无法被减毒培养,其疫苗迟迟未能研发成功。在DNA重组技术出现后,科学家成功在酵母表面获得乙肝表面抗原,并用于预防乙肝病毒感染。在昆虫细胞表达的抗原蛋白可以形成病毒样纳米颗粒,进而介导更强的免疫反应。

2) 反向疫苗学

基因组测序技术使科学家能够从全基因组筛选有效抗原,通过抗原基因进行高通量克隆、表达、纯化获得重组蛋白,在进行体内、体外评价,筛选出疫苗。第一个应用案例是B型脑膜炎杆菌疫苗。

3) 基于结构的抗原疫苗设计

这类疫苗的代表有呼吸道合胞病毒(RSV)融合蛋白(F)、SARS-CoV-2和中东呼吸综合征(MERS)刺突蛋白(Spike)亚单位疫苗等。

4)快速基因合成技术

使病毒载体和mRNA疫苗直接在人体表达抗原,加速传染病防治效率,比如针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗。

人类传染病主要疫苗技术平台

(源自参考文献:doi: 10.1016/j.cell.2024.07.021)

清华梁万年教授汇总全球疫苗研发蓝图

此前,清华大学的梁万年教授团队曾在Nature reviews drug discovery期刊发表综述文章“The RD landscape for infectious disease vaccines,结合疫苗技术平台、传染病领域及全球研发地区分布对当前全球传染病疫苗研发进行概述分析

研究人员对966种候选疫苗进行统计,其中占据榜首的是重组蛋白疫苗(22%,215种)。重组蛋白疫苗安全性、稳定性良好和易于制造,是所有类型中临床Ⅰ期开发数量最多的候选疫苗(93种)。

核酸疫苗发展迅速,紧随重组蛋白疫苗之后位居第二(18%,173种)。目前许多候选疫苗正在开发中,包括新冠(95个)、流感(24个)和艾滋病毒(21个)。虽然文章没有统计mRNA疫苗的占比,但是根据当下情况,不难猜出mRNA占有压倒性的比例。

当然减毒或灭活病毒疫苗仍然占据较大的研发比例(两者合占23%)。

病毒载体疫苗有可能诱导强大和持久的免疫反应,近年来备受关注。据统计有133种候选病毒载体疫苗正在研发中,包括腺病毒、逆转录病毒、慢病毒和痘病毒,用于开发埃博拉、艾滋病毒、流感和新冠等疾病的疫苗。

结合疫苗基于免疫原性蛋白载体与荚膜多糖或肽的共价连接,主要针对脑膜炎球菌、肺炎球菌和流感嗜血杆菌等病原体开发

传染病疫苗研发蓝图

(源自文献:doi: 10.1038/d41573-023-00119-4)

一系列的研究和综述文章展现了疫苗研究领域的活力和创新。全球科学家持续突破疫苗开发,以期面对新出现传染病的威胁

✦义翘神州疫苗研发解决方案

义翘神州拥有先进的技术平台和丰富的生产经验,为多种疫苗研发提供解决方案。产品和服务涵盖疫苗早期开发、临床前研究、临床试验、生产和质量控制的整个流程,助力客户高效推进项目研发。

部分客户案例展示

新冠mRNA疫苗开发

四川大学华西医院宋相容团队在小鼠模型中研究了脂质体新冠RBD-mRNA疫苗(LPX)的给药途径对免疫原性的影响,证实不同给药途径影响血清中和病毒的能力和Th1型、Th2型细胞免疫反应。研究人员利用义翘神州的新冠Spike RBD ELISA试剂盒(Cat#: KIT40592)定量检测HEK293T细胞裂解液及小鼠血清中的RBD蛋白水平。

A. 疫苗LPX在HEK293细胞中转染12和24小时后,用ELISA试剂盒(Cat#: KIT40592)定量分析细胞内外RBD表达量;B. 检测不同免疫途径接种LPX疫苗后,小鼠体内血清的RBD水平。(源自文献:doi: 10.1016/j.jconrel.2021.05.024)

RSV亚单位疫苗开发

Chulalongkorn University研究团队在开发RSV重组蛋白疫苗研究中,以义翘神州的RSV-F蛋白(Cat#: 11049-V08B)为包被抗原,用ELISA方法评估RSV-F Fc融合蛋白的免疫原性。利用抗RSV-F单抗(Cat#: 11049-R302)进行微量中和试验(microneutralization assay)评估小鼠免疫血清的中和抗体水平。

A. ELISA检测小鼠免疫血清的RSV特异性滴度;B. 微量中和试验检测小鼠免疫血清的中和抗体滴度(源自文献:doi: 10.1016/j.btre.2023.e00826)

重组带状疱疹疫苗开发

Yaru Quan等人在开发氢氧化铝为佐剂的新型带状疱疹候选疫苗LZ901过程中,使用义翘神州VZV-gE重组蛋白评估疫苗的免疫原性。结果表明,LZ901诱导的gE特异性IgG抗体水平与Shingrix®疫苗(AS01B佐剂)相当,且FAMA法证明了两者的中和抗体能力相似。

gE特异性IgG滴度分析
(源自文献:doi: 10.3390/vaccines12070775)

免责声明:义翘神州内容团队仅是分享和解读公开的研究论文及其发现,专注于介绍全球生物医药研究新进展。本文仅作信息交流用,文中观点不代表义翘神州立场。随着对疾病机制研究的深入,新的实验结果或结论可能会修改或推翻文中的描述,还请大家理解。

本文不属于治疗方案推荐,如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。

(点击文末"阅读原文",了解更多病毒疫苗开发信息。)

【参考文献】

1. Rino Rappuoli, Galit Alter and Bali Pulendran, Transforming vaccinology. Cell. 2024. https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.07.021

2. Jianying Yue, et al. The RD landscape for infectious disease vaccines. Nature reviews drug discovery. 2023. https://doi.org/10.1038/d41573-023-00119-4

3. Hai Huang, et al. The investigation of mRNA vaccines formulated in liposomes administrated in multiple routes against SARS-CoV-2. Journal of Controlled Release, 2021. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2021.05.024

4. N. Pisuttinusart et al. Immunogenicity of a recombinant plant-produced respiratory syncytial virus F subunit vaccine in mice. Biotechnology Reports, 2023. https://doi.org/10.1016/j.btre.2023.e00826

5. Yaru Quan, et al. Comparison of the Immunogenicity of the LZ901 Vaccine and HZ/su Vaccine in a Mouse Model. Vaccines 2024. https://doi.org/10.3390/vaccines12070775

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