构建一种智能的自组装纳米疫苗来预防弓形虫病

对抗聪明的寄生虫需要能够触发关键免疫反应的聪明疫苗。芝加哥大学的一个研究小组发现了一种新颖的方法。这些专家是弓形体病方面的专家和疫苗设计方面的领导者，他们把重点放在人类最常见的寄生虫感染之一上。

这种名为刚地弓形虫(Toxoplasma gondii)的寄生虫可导致终生感染。它生活在大约30%的人类的大脑(有时是眼睛)中。当一个人喝了受污染的水，吃了被感染的未煮熟的肉，或者接触了土壤中的这些寄生虫，就会造成持久的损害。未经确认的接触这种微小的寄生虫会伤害眼睛、损伤大脑，在某些情况下甚至导致死亡。根据美国疾病控制与预防中心的说法，弓形虫病是美国食源性死亡的第二大常见原因。

这些寄生虫倾向于攻击未出生的婴儿、新生儿、儿童和成人。虽然大多数健康的成年人接触了这种寄生虫从来没有经历过任何严重的症状，但潜伏的、未被识别的、阴燃的感染可能会在免疫力低下的患者身上出现多年。目前还没有预防这种感染的疫苗。

该研究的资深作者Rima McLeod医学博士说:“我们迫切需要一种疫苗，以及新的和更好的药物来预防和治疗这种感染。”Rima McLeod是芝加哥大学眼科、视觉科学和儿科学教授，也是弓形虫病的主要权威。ob体育开户网址

“数百万人遭受这些感染，”麦克劳德说。这些被忽视的感染往往发现得太晚，无法预防不可逆转的损害，如果感染得不到治疗，一些患者就会死亡。到目前为止，还没有针对人类的疫苗，也没有已知的临床药物能够消除弓形虫的慢性囊状形式。

在杂志上发表的一篇文章里科学报告(自然)，该研究小组揭示了一种聪明的“免疫感应”方法——使用自组装蛋白纳米颗粒(SAPNs)。它们被设计用来增强免疫系统的每个组成部分。目的是保护人类免受这种常见的、有害的、有时甚至是致命的寄生虫的侵害。“一种新型弓形虫肽疫苗在HLA-A*11:01、HLA-A*02:01和HLA-B*07:02转基因小鼠中的自组装蛋白的工程和特性”于2020年10月12日在线发表。

该团队使用了基于细胞和小鼠的模型。这些小鼠模型具有人类免疫应答基因来模拟人类如何对抗感染。SAPN支架可以作为刺激物，增强先天免疫反应，并将疫苗的成分传递到相关的靶细胞。

“尤其重要的是，”McLeod说，“这些新的sapn已经被设计成具有大小、形状和产生抗弓形虫免疫反应的能力。这就触发了一种保护作用。”

这个小组的方法很快被其他调查人员采用。目前正在开展针对疱疹性眼病、SARS-CoV-2 (covid - 19)、艾滋病毒、疟疾和流感病毒的免疫工作。

研究人员发现，他们的SAPN支架可以可靠地折叠成稳定的形状。当免疫系统将其视为刺激保护性免疫反应的外来入侵者时，该支架可以包含刺激针对寄生虫遗传变异的免疫反应的组件。

这可以为不同基因背景的人量身定做。疫苗成为一种多系统靶向武器。研究人员将他们的新武器命名为“ToxAll”。他们将其描述为“多表位、多功能、弓形体病纳米疫苗”。

它含有重要的免疫刺激成分，与一种佐剂(被称为GLA-SE)混合，似乎对人类有效且安全。这种含有疟原虫成分的疫苗已经在灵长类动物身上进行了疟疾测试，目前正在进入临床应用。

在怀孕前感染弓形虫可以保护孕妇不把感染传给她未出生的孩子。但是，当母亲在怀孕期间第一次感染这种寄生虫时——在她的身体产生免疫反应之前——这种寄生虫会对未出生的孩子造成重大伤害。

研究人员首次创造了一种减毒活疫苗，可以保护小鼠免受弓形虫病的感染。人类先前自然感染可提供保护，活疫苗可保护小鼠。然而，这些活疫苗可能存在安全问题。

ToxAll是一种合成疫苗，可以激发危险信号，提醒免疫系统注意外来入侵者。这一过程的关键部分是创造一种具有正确属性的设计，将粒子组装成类似病毒的可预测形状，然后使寄生虫组成部分的碎片能够培养免疫系统的“适应性记忆”。这会产生一种持久的免疫反应，包括抗体和保护性T淋巴细胞。

McLeod说，目前还没有完整的SAPN保护，“但正在开发中，结果很有希望。”该小组正在努力扩大使用这种寄生虫的其他片段。他们希望创造出一种新一代的疫苗，能够提供对弓形虫持久的免疫力——一种新的、安全的合成疫苗来预防这种疾病。

下一步是开发疫苗，作为“工具箱”的一部分，其中还包括预防和治疗弓形虫病的新药物和旧药物的新用途。该团队已经应用他们的临床和实验室经验来理解感染并设计预防方法，利用免疫学，遗传学，生物信息学和系统生物学发展和加强疫苗并确保它能帮助全世界的人类。

麦克劳德说:“我们现在认为我们正在进入下一个阶段。”“我们的工具箱可以用来预防和治疗人类弓形虫和恶性疟原虫感染。”她补充说，这种疫苗的方法“可以产生先天免疫、细胞介导的适应性免疫和宿主中和抗体，这些抗体对抵御不同的病原体至关重要。”

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