创新疫苗技术使用伪装成病毒的 DNA 颗粒

科学家们希望这种方法可以更容易地研制出针对艾滋病毒等棘手病毒的疫苗。

使用DNA折纸将分子折叠成更像病毒的形状可以为新的有效疫苗铺平道路。

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一种针对 SARS-CoV-2（COVID-19 背后的病毒）的新型疫苗是使用创新的 DNA 传递系统开发出来的。迄今为止，在小鼠身上进行的测试已经显示出有希望的结果，其背后的科学家希望这可以成为开发针对一些更棘手的病毒客户（例如流感和艾滋病毒）的疫苗的答案。

该疫苗由充当支架的 DNA 颗粒组成，保留了您想要预防的病毒的大量抗原副本。通过这种方式，DNA“模仿”了病毒的结构。

使用蛋白质、遗传物质或其他小片段的传染原来引发免疫反应的疫苗称为亚单位疫苗，与更传统的类型相比，它们具有多种优势。一个关键的优点是它们本身不会引起疾病，因此它们甚至可能适合免疫系统受损的人。如今，许多此类疫苗已得到普遍使用，例如破伤风疫苗，它使用细菌毒素，而不是细菌本身的减毒或灭活形式。 

颗粒疫苗是其延伸，使用载体分子帮助将亚基递送到体内。 

从表面上看，您可能会认为 DNA 疫苗听起来不太像这样，而更像是 mRNA 疫苗技术，它为我们提供了改变游戏规则的 COVID-19 疫苗，改变了大流行的进程，并为其创造者赢得了诺贝尔奖。这些疫苗使用 mRNA 将相当于说明书的内容传递给身体细胞，使细胞自身的机器开始复制病毒抗原。 mRNA 会在几天内自然分解，但到那时周围就有足够的抗原来刺激免疫反应。

针对 COVID-19 的 mRNA 疫苗的迅速推出挽救了生命，但也导致了一些关于这些疫苗功效的不幸错误信息。一个长期存在的神话是 mRNA 疫苗可以改变我们自己的 DNA：这一观点已被证明是错误的。事实上，mRNA 甚至没有进入储存 DNA 的细胞核。

这些新的 DNA 疫苗的工作方式完全不同，并且与许多已经成为标准免疫计划一部分的亚单位疫苗（例如 HPV 和白喉疫苗）更加相似。

这种新型 DNA 疫苗如何发挥作用？

这种新疫苗中的 DNA 本质上是携带和展示人体免疫系统感兴趣的病毒蛋白的载体。此前，科学家曾尝试使用其他蛋白质来达到此目的，但他们发现这会产生不良副作用。

“我们在这项工作中发现，DNA 不会引发可能分散对感兴趣蛋白质的注意力的抗体，”共同高级作者、麻省理工学院教授 Mark Bathe 在一份声明中解释道。 “你可以想象的是，你的 B 细胞和免疫系统正在接受该目标抗原的全面训练，这就是你想要的 – 让你的免疫系统激光聚焦于感兴趣的抗原。 ”

正如 Bathe 所说，这些疫苗以 B 细胞为目标，这一事实也是对他们有利的一点。 B 细胞是产生抗体的免疫细胞。它们在体内的存活时间比其他类型疫苗刺激的 T 细胞要长得多——有时长达数十年——因此有可能提供更持久的保护。

Bathe 的实验室一直在使用一种字面上称为 DNA 折纸的方法，利用合成 DNA 开发复杂的支架。通过折叠 DNA 分子并在战略位置添加病毒抗原，它们可以创建易于被 B 细胞识别的结构，因为它们看起来很像正常病毒。

到目前为止，DNA支架疫苗仅在小鼠身上进行了测试，所以还处于早期阶段。他们使用了 SARS-CoV-2 刺突蛋白，并能够证明小鼠对病毒产生了强烈的免疫反应，但最重要的是对 DNA 支架本身没有反应。

研究小组希望这种方法能够成为开发针对 SARS-CoV-2 变体的广谱疫苗的关键，这种疫苗甚至可以覆盖引起 SARS 和 MERS 等相关病毒。他们的野心还不止于此。

“我们有兴趣探索是否可以教会免疫系统针对对传统疫苗方法具有抵抗力的病原体（如流感、艾滋病毒和 SARS-CoV-2）提供更高水平的免疫力，”共同资深作者 Daniel Lingwood 说。哈佛医学院副教授和拉贡研究所首席研究员。 

“将针对目标抗原的反应与平台本身解耦的想法是一种潜在的强大免疫学技巧，人们现在可以利用它来帮助那些免疫靶向决策朝着更有针对性的方向发展。 ”

该研究发表在《自然通讯》上。