有的疫苗十多年都研发不出来,怎么新冠疫苗几个月就做出来了?

2021-10-16 02:08:48 果壳

你知道,一般来说,疫苗研发需要多久吗?8-10年左右的时间。

我们常见的几个例子:水痘疫苗的研发用了28年,HPV疫苗15年,乙肝疫苗花费了10年。

然而,2019年底,新冠肺炎疫情暴发,不到一年的时间,就有不同线路的疫苗投入使用。

为什么能这么快?

因为,科研人员并不是从零开始研究。他们手中,拥有全世界科学家几十年来,对冠状病毒的研究成果。

病毒的弱点,已经摆在他们眼前。

图 | Pixabay

病毒弱点?是热点

什么是病毒的弱点?

在传统生物学的划分上,病毒或许不能算作生命。因为,病毒的繁衍和生存,只能依赖宿主。而与宿主的一切接触,都始于病毒的表面,如果表面出了问题,后续的感染或许就不会发生。

因此,病毒的表面其实有很多弱点,比如金属结合位点、抗原表位点和药物结合位点。

科学家们将表面关键的脆弱区域称为“热点”,自然而然地,热点也成为了为药物和疫苗开发的重要起点。比如,最近为了治疗新冠变异株(如delta株),开发了一种广谱抗体疗法,就是打击冠状病毒的脆弱区域。

今天,科学家之所以可以快速地进行药物和疫苗设计,正是得益于这些信息。

武功秘籍,一网打尽

问题来了,这些类似武功秘籍的信息,哪里能找到?答案是,散落天涯。

有的藏在科学家发表的论文里,有的散落在各种细分领域的数据库里。当一个科学家,想知道某种病毒都有哪些热点,他可能在信息的海洋里,搜寻很久,浪费的每一分每一秒,都会让新药或疫苗来得更晚。

那怎么办?不用担心,有一个科研团队已经着手解决了这个问题。

以湖南大学郑何平、邓磊项目组为首的科学家团队,将散落在天涯的各种病毒热点信息,整合到了一个数据库,创建了一个藏经阁——virusMED

virusMED就像一个专门存放病毒信息的“藏经阁” | 作者制图

virusMED 里有关于75 个病毒家族的800 多种病毒株的信息,包括流感、埃博拉和艾滋病病毒。它系统列出了病毒的种类、毒株、宿主、病毒蛋白和抗体,以及有什么药物可以治疗等重要科研信息。

以前,这些数据分布在多个资源中,并且通常是“孤立的”,因此不容易访问。而现在,研究人员可以使用virusMED(https://virusmed.biocloud.top),按病毒或他们感兴趣的热点浏览信息,不仅方便,而且免费(划重点)!

virusMED 中包含的信息,对许多学科的病毒研究人员都很有价值,尤其是那些从事药物设计或抗病毒治疗的研究人员。这将帮助科学家,快速有效地应对下一种可能造成大流行的病原体。

virusMED中记录的信息

virusMED中记录的信息

拿着秘籍,咋修炼呢?

如果把病毒比作入侵人体的敌人,免疫系统就好比军事基地,里面住着许许多多的士兵(B细胞、T细胞等)。

人体内的士兵,每时每刻都在和入侵的敌人战斗。有些敌人,身披盔甲,狡诈多变,进化得无比的强大。

但是,多强大的敌人都会有致命性的弱点,virusMED就是全面记录了敌人弱点的秘籍,为精准打击敌人提供了清楚明晰的线路图

virusMED为精准打击敌人提供了清楚明晰的线路图 | Veer

打靶演习之疫苗篇

既然是军事基地,就要进行演习,根据已知敌人的特征,模仿敌军入侵军事基地的行为。这样才能在敌人真正入侵时,以最佳的状态战斗。

疫苗就起到这种防患于未然的作用。

疫苗能起到防患于未然的作用 | 作者制图,素材来自Veer

不过,病毒的种类繁多,军事演练的模式(疫苗种类)却更新缓慢。如何才能加快这个进程呢?

virusMED数据库可以。它将现有所有敌人的特征信息(抗原表位),进行实时记录和更新,迅速找到敌人的特定弱点,加快疫苗研发进度

virusMED数据库有助于加快疫苗研发进度 | 作者制图,素材来自Veer

然而敌人有时又比较狡猾,在入侵过程中偷偷换一个马甲(病毒变异改变抗原表位),人体士兵往往没有防备,导致损失惨重(生病)。

针对这种情况,virusMED数据库有两种策略。

一是利用virusMED数据库中关于敌人的所有变化信息,针对性进行军事演练,让士兵熟悉敌人的各个变化。不管敌人怎么变,都能全覆盖打击!

第二种就是利用数据库,分析对比敌人的共同特征,让士兵练成“透视眼”(广谱疫苗),精准打击敌人内核。

virusMED数据库可以记录病毒的所有变化信息 | 作者制图,素材来自Veer

跟踪导弹之药物篇

但是,当敌人如潮水般大规模入侵时,人体士兵即使有了防范,也难免有无法顾及的地方。

这时候人体士兵就需要更强力的辅助,而virusMED数据库能查询到所有抗病毒药物的信息,即——提供了一个庞大的武器库,帮助士兵大大减轻压力。

即便是遇到全新的,异常难缠的,而且又擅于隐藏自己的敌人。virusMED数据库同样能应对自如,通过分析数据和解析特征,设计出中和性单克隆抗体药物或者纳米抗体药物,这可谓是“如影随形”的跟踪导弹,可以精准打击病毒。

virusMED数据库能够分析数据和解析特征,设计出中和性单克隆抗体药物或者纳米抗体药物 | 作者制图,素材来自Veer

虽然,与新冠的斗争尚未结束,但可以预见的是,下一次大流行可能就潜伏在不远的未来。而virusMED数据库的出现,或许能缩短人类的应对时间

研究人员已在科学期刊 IUCr Journal (https://doi.org/10.1107/S2052252521009076) 上发表了他们的研究结果,他们的工作将出现在该期刊的封面上。研究团队由张慧慧、陈佩、马豪杰、Magdalena Woinska、刘德建、David Cooper、彭果、彭友松、邓磊、Wladek Minor和郑何平组成。该工作得到了湖南省自然科学基金、国家自然科学基金、湖南大学和湖南海昆有限公司的支持。

“幸运”的新冠疫苗驶入研发特快车道,而有的疫苗,却被搁置了数十年……如果没有来势汹汹的疫情,埃博拉疫苗还会被搁置多久?

通讯员:张贻帅 李敏 钟娟红 汪诗文

编辑:小贩儿 酥鱼

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