阻断网关突变可以防止脊髓灰质炎疫苗重新进化

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

根据世界卫生组织的估计，一项无情的疫苗接种运动已经成功地从世界大部分地区消灭了脊髓灰质炎病毒，从2000年开始减轻了99%的疾病负担，并预防了1300多万儿童感染这种疾病。然而，在接种疫苗仍然不完整的地区，疫苗中使用的弱病毒在极少数情况下已经进化出逃脱接种疫苗的人并扩散到其他未受保护的个体的能力。

现在，由旧金山加利福尼亚大学和以色列特拉维夫大学的研究人员领导的一项新研究显示，在每次疫苗衍生的脊髓灰质炎暴发中，脊髓灰质炎病毒都使用相同的三个进化步骤从无害疫苗演变为区域威胁。在新研究中-网上公布2017年3月23日，在细胞 -研究人员绘制出这些关键步骤，确定前疫苗可演变和重新获得完整的毒性必须发生所谓的“把关突变”。他们利用这些知识开发了一种新的脊髓灰质炎疫苗，该疫苗应该无法逃脱并导致爆发，他们希望这种疫苗很快就会进入临床试验阶段。

“如果一个人可以让每个人都接种疫苗，这将阻止病毒传播和进化，但特别是在世界上充满冲突和贫困的地区，很难得到全面覆盖，”劳尔安迪诺说。，博士，加州大学旧金山分校微生物学和免疫学教授，新研究的高级作者。“因此，了解病毒是如何设法发展毒力并提出制止它的策略至关重要。”

活疫苗的优点

世界许多地区根除脊髓灰质炎的努力依赖于一种由“减毒”病毒组成的口服疫苗，该病毒在人体内繁殖和传播的能力已经大大削弱。与其他由“死亡”病毒或病毒颗粒组成的疫苗相比，活脊髓灰质炎疫苗有几个优点：除了便宜且易于在发展中国家生产外，活疫苗还可以在脊髓灰质炎病毒的肠道中提供免疫力。再现。因此，活疫苗在单次治疗后可提供终身免疫力，这在世界上医生可能只有一次机会接种疫苗的地区至关重要。

然而，自2000年以来的二十多次，活疫苗已经重新发展了感染未接种疫苗的人的能力，并且在疫苗接种仍然不一致或不完整的社区，它可以广泛传播，使病毒完全重新接受人类宿主导致数百例儿童瘫痪。

在他们的新研究中，Andino及其同事利用了一项独特的自然进化实验：根据定义，数十种记录良好的疫苗衍生脊髓灰质炎流行病中的每一种都来自遗传上相同的亲本病毒：疫苗。在每种情况下，自然选择推动了同样的进化转型：从安全疫苗到危险的流行病毒。因此，研究人员能够使用新开发的遗传工具来研究这些事件之间的共性，以发现实现突破所需的关键进化步骤。

遵循相同的进化轨迹

令研究人员惊讶的是，他们发现几乎所有的流行病菌都遵循相同的进化轨迹：首先，三个看门人突变显着增加了病毒自身复制的能力，使其能够快速超越非突变病毒株。。其次，生活在人体肠道中的两种具有共同(和无害)人类病毒的遗传互换允许脊髓灰质炎病毒在人类宿主中更有效地传播。最后，在经过一些额外的突变后，病毒几乎与野生脊髓灰质炎病毒无法区分。

研究人员强制从脊髓灰质炎疫苗中获取的病毒在细胞培养中竞争资源的实验室实验不仅产生了相同的三个进化步骤，而且揭示了必须以相同的顺序获得特定的遗传变化：如果最初的网关突变没有发生，其余的都没有。

这一发现促使研究人员开发出一种新的疫苗株，其中最初的网关突变使突变病毒具有生殖优势的可能性大大降低，从根本上阻断了导致所有疫苗衍生的脊髓灰质炎爆发的进化途径。Andino和他的团队现在将这种改进的疫苗转向第一阶段临床试验，以评估它是否能够提供抗脊髓灰质炎的免疫力而不会有再生毒力的风险。

“我们开始试图通过病毒来源的脊髓灰质炎爆发的自然实验来了解病毒进化的本质，”Andino说。“令人非常兴奋的是，从这项非常基础的研究中，我们最终得出了一些有助于防止数千名儿童瘫痪并最终彻底根除这种可怕疾病的事情。”