读创/深圳商报记者袁斯茹
如何减弱疫苗中病*的*性、又保留其抗原性？深圳科学家从病*的蛋白“清洁工”入手。中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所司龙龙课题组，以流感病*为样本，通过操控病*蛋白的降解，开发了新型减*疫苗技术。
7月4日，该成果发表于国际学术期刊《自然—生物技术》。
△论文上线截图
细胞内的“蛋白清洁工”
开发减*疫苗的关键步骤之一是对病*“减*”。团队选择了蛋白质作为重要切入点，这也是组成病*结构并维持其正常生命活动的主要成分之一。
“基于蛋白质调控的减*策略大致有两个方面，一是抑制或阻断蛋白质合成，以减少子代病*组装所需的‘原料’；二是加速蛋白质降解，以清除子代病*组装所需的‘原料’。”司龙龙介绍。
此次团队的研究，就从加速降解入手。
在天然细胞内，约80%的蛋白质降解，需要依赖一种叫做“泛素-蛋白酶体”的系统来实现。大致过程是，细胞内缺陷或受损的蛋白质会被“泛素”小蛋白标记，由此，细胞就可以对不需要的“蛋白垃圾”进行降解。因此，该系统也有“蛋白清洁工”之称。
近年来，细胞内的“蛋白清洁工”—泛素-蛋白酶体系统已被成功用于一种化学小分子的药物开发。
△疫苗设计原理
“借鉴这种药物的设计原理，我们把‘蛋白清洁工’的生物学机制，运用到了PROTAC病*疫苗的设计中。通过实现病*蛋白降解的条件性操控，控制病*的复制能力，将病*减*成为潜在的减*疫苗。”司龙龙表示。
拓展应用，合成流感病*疫苗
甲型流感病*已多次引起流感大流行。在此次研究中，司龙龙课题组利用甲流的模式病*——WSN*株，基于PROTAC技术开发了可条件性操控病*蛋白质稳定与降解的元件，成功构建了PROTAC流感病*疫苗株M1-PTD。
“PTD是一个蛋白降解诱导元件，把它与病*蛋白融合表达后，可以诱导病*蛋白被细胞的‘蛋白清洁工’降解掉。”司龙龙说道。当病*在正常细胞中，被标记的病*蛋白会被识别和降解，导致病*复制能力减弱甚至缺陷，确保疫苗应用的安全性。
在疫苗的生产过程中，需要将病*蛋白保留才能生产出疫苗。在该研究中，病*蛋白降解诱导元件在疫苗制备细胞中会被选择性移除，使得病*蛋白得以保留，因此PROTAC病*在疫苗制备细胞中可以维持较高的复制能力，得以制备疫苗。
在验证实验中，团队使用小鼠、雪貂动物模型对疫苗分别进行了安全性和有效性评价。将流感病*疫苗以滴鼻的方式接种于动物，监测动物的死亡率和体重，并检测动物鼻洗液、气管、肺中的病*滴度。
结果显示，与野生型病*相比，M1-PTD在动物体内的复制能力显著降低，且不会引起小鼠死亡或体重下降，说明其在动物体内具备安全性；另外，免疫效果评价结果显示，M1-PTD可以诱导广泛的免疫应答，包括体液免疫、黏膜免疫、细胞免疫应答；此外，M1-PTD可以提供良好的交叉免疫保护。这些研究结果表明PROTAC流感病*具备成为流感减*疫苗的潜质。
该研究基于合成生物学理念，将细胞的蛋白质降解机器生物学机制拓展至病*疫苗的设计中，不仅为病*疫苗开发提供了新思路，丰富了人类抵御病*的疫苗技术武器库，也有助于促进细胞蛋白质降解机器基础生物学研究与疫苗研发医学转化的深度交叉融合。
“虽然我们在细胞和动物模型中证明了该病*疫苗概念的可行性，但其潜在应用仍需要大量的优化和探索。当前我们正通过与多个单位合作，探索其他种类病*的疫苗开发。”司龙龙说道。
司龙龙及研究助理申权、博士后李静为论文共同第一作者；司龙龙为本文通讯作者。
（科研团队供图）
审读：喻方华
