科学家表示,借助人工智能创造的疫苗技术可能提供对整个病毒家族的免疫力,并在单次注射中保护人们免受未来病毒突变的影响。研究人员指出,这种方法可以在大流行开始前进行预防,拯救数百万人的生命,并帮助各国避免实施封锁。
这种"超级抗原"是使用机器学习开发的,该技术分析过去和当前的疫情爆发,以确定病毒生存所必需的关键要素。
一项世界首创的人体试验表明,使用该技术制造的冠状病毒疫苗是安全的,预计有200多人将被招募进行II期研究。
专家称赞这种方法是对当前"反应式"系统的"重大范式转变",因为随着疾病不断演变,现有系统"难以跟上步伐"。
当前疫苗使用已在人类中检测到的特定病毒株的抗原。
然而,由剑桥大学和生物技术公司DIOSynVax开发的通用Sarbeco冠状病毒疫苗,汇集了整个病毒家族中常见的特征。
研究人员通过获取全球监测项目记录的冠状病毒所有可用基因序列数据,来创建"超级抗原"。
剑桥大学兽医学院病毒人畜共患实验室的乔纳森·希尼教授表示:"新冠疫情教会我们的是我们制造疫苗的速度有多快,但我们仍在使用旧的范式。这是关于制造一种能基于病毒关系应对所有病毒的疫苗。"
他补充道:"你收集所有基因组序列;从世界各地、过去的疫情和当前的疫情中获取信息,然后进行一些基本的结构分析。我们取所有这些不同的序列,然后思考'什么在它们之间是一致的,什么没有变化,什么是它们生命所必需的',这就是我们针对的目标。它不仅预测,而且针对病毒家族所必需的东西。我们针对的是病毒家族中病毒不容易改变的部分。"
注射引发免疫反应
发表在《感染杂志》上的一项I期试验包括49名年龄在18至50岁之间的健康志愿者,他们在剑桥和南安普顿接种了疫苗。
该疫苗通过微流体喷射作为DNA疫苗给药。
这是一种无针方法,使用高压、发丝细的液流将疫苗蓝图直接推入皮肤细胞。
研究人员发现,该疫苗是安全的,并且不仅对SARS-CoV-2和SARS,而且对可能从动物跳到人类的相关蝙蝠病毒都引发了免疫反应。
先前在动物身上进行的研究也发现,该疫苗对一系列冠状病毒引起了强烈的免疫反应。
希尼教授表示,预计II期试验将包括"200人或更多"。
他表示,希望该技术能成为"游戏规则改变者",使疫苗"更好、更广泛,并提供更强大的保护"。
病毒变体防护
这种技术可能提供对数千种病毒变体的广泛保护,例如埃博拉病毒。
希尼教授表示,在他的职业生涯中,曾在疫情爆发期间旅行,而"真正留下印记"的是2013年至2016年持续的西非埃博拉疫情。
目前,由邦迪布焦病毒引起的埃博拉疫情正在刚果民主共和国(DRC)和乌干达发生。
他说:"世界上有很多病毒,一旦我们知道它们,我们就开始追捕它们,但我们必须改变这种范式。这就是这一切的意义所在,它关乎制造不仅能保护我们免受今天病毒侵害,还能保护我们免受尚未出现的病毒侵害的疫苗。"
"一个很好的例子是现在在刚果民主共和国发生的事情。又一次埃博拉病毒,但它不是同一种,而是来自同一个家族。似曾相识。我们落后于形势发展。所以,我们试图做的是制造一种能对抗家族中所有不同病毒的疫苗,这是一个重大的范式转变。"
研究团队还在推进禽流感疫苗,希尼教授将其描述为"重大的全球威胁"。
他说:"这是因为这种禽流感病毒遍布全球,几乎遍布各大洲,不仅影响鸟类,还影响哺乳动物和人类,甚至在美国的牛奶中进入了食物链。所以这很令人担忧,但有不同的克隆群,或家族类型,在东南亚有特别不同的类型,已经导致数十人死亡。所以,这关乎确保我们的技术能够应对即将出现的任何情况并保护我们,走在形势前面,而不是追赶它。"
南安普顿大学的索尔·福斯特教授和该试验的首席研究员表示:"像流感、冠状病毒和埃博拉病毒群这样的病毒在不断进化,等到疫苗推出时,它们可能匹配度不佳——当前的'反应式'疫苗系统难以跟上步伐。这种新型通用疫苗具有未来适应性。它们不仅同时保护多种变体,还可能保护尚未出现并溢出到人类的相关病毒。如果我们能在病毒爆发开始前开发并临床推进这类新疫苗,可以拯救数百万人的生命,避免封锁并保护经济。"
国家健康与护理研究所(NIHR)基础设施的科学主任玛丽安·奈特教授表示:"这种AI设计的'超级抗原'试验的显著成功标志着我们在提供广泛、持久的病毒防护能力方面取得了关键性飞跃。"
该研究由南安普顿大学医院NHS基金会信托基金赞助。
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