最神奇的自组装疫苗:病毒样颗粒疫苗(VLP)



如果把一滴油,滴到水里,会看到怎样的景象?

油会平铺在水面上,自动形成一个个或大或小的圆形油滴。

最神奇的自组装疫苗:病毒样颗粒疫苗(VLP)

这个现象,你可能已经见怪不怪了。

但你听说过牛顿被苹果砸发现万有引力的励志故事吧,那么你观察到油在水面自动形成圆形油滴,能发现什么呢?水面的油为何不是形成三角形、正方形、正六边形呢?

学过物理的你,应该能回答:油不溶于水且轻于水,浮在水面的油,因为表面张力而收缩。在油滴体积不变的情况下,收缩成圆形/球形,是表面积最小的,所以我们看到了自动呈现圆形/球形的油滴。

言归疫苗。

有一类疫苗,业界称其为病毒样颗粒(VLP,Virus-Like Particle)疫苗,顾名思义就是看上去长得就像病毒的疫苗,只是其内部没有主宰病毒生命的核酸,所以不会感染人。

VLP疫苗,与前面说的水面的油自动形成圆球形有关系么?

有。

实际上,构成VLP疫苗的材料是能刺激人体产生免疫力的特定病毒蛋白(抗原蛋白),不同病毒的抗原蛋白不同,但诡异的是: 在液体中,这些抗原蛋白几乎都能自动聚集成正二十面体的球形!长得很像病毒!

最神奇的自组装疫苗:病毒样颗粒疫苗(VLP)

典型的病毒颗粒就是 正二十面体 ,眼熟么?

很像病毒的VLP疫苗,有什么技术优势?

疫苗要取得良好的保护效果,尽量模拟病原微生物是一个很好的技术路线。人体如果能像识别病原微生物那样识别疫苗,那么这款疫苗成功的可能性就很大。

具体来说,VLP疫苗具有和天然病毒颗粒类似的空间立体结构和成分,能够通过类似病毒感染的途径刺激人体免疫系统,高效诱导人体产生免疫保护反应。

而且,VLP疫苗还具有佐剂效应,类似于打游戏自带外挂,效果更上一层楼。

VLP疫苗看上去很优秀,以前怎么没听说过?

其实不然,VLP疫苗就在我们身边,乙肝疫苗、戊肝疫苗、宫颈癌疫苗都是现役经典的VLP疫苗,另外还有基于VLP技术很多疫苗在研发中。

疫苗针对的病原体,主要可以分为细菌类疫苗和病毒类疫苗。VLP疫苗既然是病毒样颗粒疫苗,那么就和细菌类疫苗无关,而是病毒类疫苗的一种技术路线。

VLP技术平时很少被说起,因为它实际上是蛋白疫苗的一种立体结构,蛋白疫苗(多数是基因工程重组蛋白)才是我们耳熟能详的一种主流技术路线。

如果把一个个蛋白比喻为一粒粒沙子,那么沙子可以是一盘散沙,也可以是一个个沙堡。

最神奇的自组装疫苗:病毒样颗粒疫苗(VLP)

蛋白疫苗之于VLP疫苗=沙子之于沙堡

沙堡是沙子做的,但沙堡和沙子,并不是一回事。

一堆沙子不可能自动形成一个沙堡,然而若干个蛋白聚在一起,无需科学家去干预,竟然可以自动形成正二十面体的病毒样颗粒,这就是VLP疫苗的神奇之处。

究其根本原因,还要从像解释水面的圆形油滴那样,从物理学/数学上寻求答案,可能的机制我猜是:

同等质量或体积,球体的表面积最小。正多面体最多只有正二十面体,而正二十面体是最接近于球形的几何结构,在表面张力的作用下,多个病毒蛋白如果要自动搭建出某种立体结构,那么正二十面体就是最佳选择。

最神奇的自组装疫苗:病毒样颗粒疫苗(VLP)

神奇的正二十面体

VLP疫苗在疫苗界的江湖地位如何?

可以说,VLP疫苗是疫苗技术分类的一个小分支,曾经没有存在感,但最近有点热门。

主流的病毒类疫苗技术路线分类主要是:活疫苗、灭活疫苗和蛋白疫苗。另外,从埃博拉疫苗和COVID-19疫苗开始,病毒载体疫苗和mRNA疫苗也登上了历史舞台。

活疫苗,含有真正的活病毒颗粒。灭活疫苗,则含有灭活的真病毒颗粒。蛋白疫苗,只含有一种或几种能刺激人体产生免疫力的病毒抗原蛋白,不含有真病毒颗粒。




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