杜克大学的研究人员发明了一种疫苗，这种疫苗可以促使免疫系统瞄准病毒表面变化较小的部分，从而为对抗流感病毒开辟了一条新的途径。
他们的方法在老鼠和雪貂的实验中表现良好，可能会产生更广泛保护的流感疫苗，减少对每年针对当年病毒版本量身定制的疫苗的依赖。即使有疫苗，全球每年仍有大约50万人死于流感。
5月1日发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上的这种新疫苗方法，是一项持续了5年的研究的一部分，该研究旨在开发一种更持久的通用流感疫苗，能够抵御所有类型的病毒。(希顿视频https://youtu.be/fjCyMqqXbvs?feature=shared)
流感毒株被称为一个简写代码，例如H5N1，它描述了它携带的两种特定表面蛋白质的味道。H(有时是HA)是血凝素，一种棒棒糖形状的蛋白质，与人体细胞上的受体结合，这是将病毒带入细胞的第一步。N是神经氨酸酶，这是另一种蛋白质，它能使新生成的病毒逃离宿主细胞，继续感染其他细胞。
“在病毒颗粒上，血凝素比神经氨酸酶多5到10倍，”杜克大学分子遗传学和微生物学副教授尼古拉斯·希顿博士说，他领导了这项研究。“如果我们取你的血液，看看你是否有可能免受流感病毒的侵害，我们就会测量你的抗体对血凝素的作用，作为你可能发生的事情的最佳衡量标准。最强的保护关联与血凝素定向免疫有关。”
疫苗教导免疫系统对病毒片段做出反应，这些病毒片段是专门针对预计在即将到来的流感季节最具威胁性的流感版本而设计的。我们每年秋天都需要注射新流感疫苗的原因不是因为疫苗失效了;这是因为流感病毒不断改变疫苗所针对的表面蛋白。
流感疫苗——和免疫系统——倾向于针对球根状的血凝素“头”，而不是茎。但是头部区域的细节也在不断变化，在疫苗设计和病毒之间造成了一场军备竞赛。相比之下，茎的变化要小得多。
因此，杜克大学的研究小组试图设计一种蛋白质，让免疫反应更集中在茎部而不是头部。“病毒已经进化到免疫系统能够识别这些(头部区域的特征)。但这些是病毒可以改变的形状。这是一个阴险的策略，”希顿说。
利用基因编辑技术，他们创造了8万多种血凝素蛋白的变体，其中头部结构域顶部的一部分发生了变化，然后在小鼠和雪貂身上测试了一种充满这些变体混合物的疫苗。
由于呈现给免疫系统的多种头部构象和茎的相对一致性，这些疫苗在反应中产生更多针对血凝素茎部分的抗体。希顿说:“免疫系统一遍又一遍地看到(头部部分)的机会受到了损害，因为那里有多样性。”
在实验室测试和动物实验中，实验疫苗使免疫系统对茎状区域的反应更强烈，因为它们保持一致。这增强了对疫苗的整体免疫反应，在某些情况下，甚至改善了对蛋白质头部区域的抗体反应。
“针对茎的抗体起着不同的作用，”希顿说。“它们的保护机制不一定是阻止感染的第一步。所以我们的想法是，‘如果我们能研制出一种疫苗，让我们两种人都能免疫呢?如果我们能得到好的头部抗体同时也能得到柄抗体以防疫苗选择错误，或者发生大流行?’”
希顿说:“基本上，这篇论文说，是的，我们可以做到这一点。”
在一些实验中，注射了一针高度变异的疫苗后，100%的老鼠避免了因流感病毒而生病或死亡，而流感病毒本应是致命的。
研究的下一步将试图了解是否可以通过提供少于8万个血凝素变体来达到相同的免疫水平。
本研究的部分资金来自美国国立卫生研究院/国家过敏和传染病研究所(75N93019C00050)。它还涉及使用杜克地区生物控制实验室，该实验室得到了NIH/NIAID的部分建设支持(UC6 AI058607)。
Zhaochen Luo和Nicholas Heaton在本研究中用于创建大型抗原文库的方法上获得了专利。
