每年接近流感季節(jié)，都會(huì)引發(fā)一個(gè)生或死的醫(yī)療猜謎游戲。有許多不同的流感菌株，年復(fù)一年它們都會(huì)發(fā)生變化。所以，在每個(gè)季節(jié)，當(dāng)局必須做出一個(gè)有根據(jù)的推測(cè)，告訴制造商他們應(yīng)該生產(chǎn)抗擊哪種流感變體的疫苗。

根據(jù)美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心調(diào)查顯示，即使當(dāng)上述系統(tǒng)工作時(shí)，流感相關(guān)的疾病，仍然引起每年3000到49,000美國(guó)人死亡。一次壞的猜測(cè)或者一種有毒菌株的意外出現(xiàn)，都可能使這個(gè)死亡人數(shù)上升。

在這種背景下，斯坦福大學(xué)的研究人員，報(bào)道了他們邁向生產(chǎn)通用流感疫苗的*步，其設(shè)計(jì)的這種通用流感疫苗，與今天可用的病毒特異性接種菌相比，能夠?yàn)槲覀兲峁└焖俸透鼜V泛的保護(hù)。

由斯坦福大學(xué)工程學(xué)院的化學(xué)和生物工程師James R. Swartz教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，在zui近的PNAS雜志上詳述了他們的研究成果。

他們的方法，使我們更好地理解流感病毒表面一個(gè)關(guān)鍵蛋白的結(jié)構(gòu)，并提出了基于這個(gè)結(jié)構(gòu)來生產(chǎn)疫苗的新方法。

流感病毒是由不同的蛋白組成。從病毒表面突出的是一種稱為血球凝集素（HA）的蛋白的數(shù)以百計(jì)的拷貝。HA的每個(gè)拷貝就像一個(gè)蘑菇，具有頭部和頸部。HA的頭部可有助于確定一個(gè)給定流感病毒株的毒力。

現(xiàn)在使用的疫苗，都是以含有HA蛋白頭部的滅活的病毒為基礎(chǔ)。當(dāng)流感疫苗被注射入我們血流中時(shí)，我們的免疫系統(tǒng)就會(huì)把HA頭部視為一個(gè)目標(biāo)，并產(chǎn)生抗體來抗擊它們。

接種疫苗的實(shí)質(zhì)，是要教會(huì)免疫系統(tǒng)去識(shí)別目標(biāo)。如果我們?cè)讷@得接種疫苗后，暴露流感病毒，我們的免疫系統(tǒng)就會(huì)準(zhǔn)備，在入侵病毒復(fù)制足夠的拷貝使我們生病之前，識(shí)別和*它們。

鑒于流感病毒的頭部每年都會(huì)不同，而蛋白的頸部隨時(shí)間則更加恒定，Swartz和他的同事們將他們的新疫苗方法，建立在這個(gè)理解的基礎(chǔ)之上。

從理論上講，基于HA蛋白頸部的疫苗，應(yīng)該會(huì)更廣泛地預(yù)防不同的流感病毒株，可能提供普遍的保護(hù)。此外，由于頸部每年都保持相對(duì)穩(wěn)定，一旦我們的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生那個(gè)抗原的抗體，很有可能就是多季節(jié)的保護(hù)。

但是，這種方法仍然是實(shí)驗(yàn)性的，尚未在患者中進(jìn)行檢測(cè)。

斯坦福研究人員的這篇論文重點(diǎn)在于開發(fā)這種通用疫苗的*步：制造一種能夠注射入血流的蛋白頸部片段，簡(jiǎn)言之，就是制造一個(gè)目標(biāo)或抗原，吸引我們免疫系統(tǒng)的注意力，觸發(fā)一個(gè)有效的防御。

Swartz實(shí)驗(yàn)室的博士后Yuan Lu，也是研究團(tuán)隊(duì)成員，作為*作者，在PNAS上概述了這項(xiàng)研究工作的詳細(xì)過程。

研究人員，開始于一段含有H1N1病毒蛋白結(jié)構(gòu)制造指令的DNA序列。他們從編碼整個(gè)HA蛋白（頭部和頸部）的DNA序列入手。然后，去掉頭部的DNA編碼。因此，他們編輯的DNA鏈只含有蛋白頸部的制造指令。

斯坦福研究團(tuán)隊(duì)利用一種相對(duì)較新和實(shí)驗(yàn)性的過程來制造病毒蛋白的頸部。這個(gè)過程被稱為無細(xì)胞蛋白合成（CFPS）。為了了解CFPS如何工作，讓我們回顧一下蛋白在自然中是如何制造的。

在所有細(xì)胞內(nèi)，都有稱為RNA聚合酶和核糖體的分子機(jī)器。這些RNA聚合酶和核糖體能夠“讀取"DNA，根據(jù)遺傳密碼中的指令，制造蛋白。在無細(xì)胞的蛋白合成中，科學(xué)家們打開細(xì)菌細(xì)胞，制造一種含有許多這類核糖體的分子液體?？茖W(xué)家們知道如何將他們的DNA指令直接發(fā)送到這些蛋白工廠中。

CFPS的優(yōu)勢(shì)在于，它可以在幾小時(shí)或幾周甚至幾個(gè)月內(nèi)產(chǎn)生蛋白，而采用被批準(zhǔn)用于現(xiàn)在醫(yī)學(xué)用途的做法來制造流感疫苗的蛋白，則需要很長(zhǎng)的時(shí)間。斯坦福的研究人員利用這個(gè)CFPS過程，來創(chuàng)建和修改病毒蛋白的頸部，對(duì)于實(shí)驗(yàn)性疫苗抗原將非常有用。

為此，他們必須解決兩個(gè)基本問題。首先，CFPS過程產(chǎn)生一個(gè)單鏈蛋白，或單體。但是HA頸部是一個(gè)三聚體，或三個(gè)*相同的單體編織在一起。第二，他們的基因工程抗原zui初是不溶的。換句話說，它不能被制造成液體疫苗形式。

記住，一切都開始于一段DNA序列。讓參與的抗原將一段DNA序列，送入包含RNA聚合酶和核糖體的分子液體中，提取病毒蛋白頸部，然后確定它們是否已經(jīng)產(chǎn)生了起碼具有注射抗原潛力的可溶三聚體。

研究人員經(jīng)過幾十次實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生了能夠折疊成可溶三聚物的單體。我們知道，蛋白質(zhì)由氨基酸構(gòu)成。因此，改變蛋白頸部的結(jié)構(gòu)，就包括編輯DNA來改變特定氨基酸，使這些新指令再次運(yùn)行在核糖體工廠，提取成品和測(cè)試結(jié)果。

研究人員經(jīng)歷了幾十次嘗試，歷時(shí)兩年的時(shí)間，但是他們zui終，將一個(gè)DNA小片段注入CFPS過程，產(chǎn)生了一種可溶的病毒蛋白頸部結(jié)構(gòu)域，這可能是一種很好的抗原。這就是他們?cè)赑NAS論文中所報(bào)道的。Swartz說：“這是一個(gè)艱難的過程。許多實(shí)驗(yàn)室一直都在試圖開發(fā)一種HA頸部結(jié)構(gòu)域疫苗，我們很高興為此做出了貢獻(xiàn)。"

在知道這種病毒頸部方法是否能夠生產(chǎn)一種更好的流感疫苗之前，研究人員還需要完成很多工作。接下來，Swartz和他的團(tuán)隊(duì)想要把他們的頸部蛋白吸附到一種病毒樣顆粒上。這個(gè)想法，將會(huì)產(chǎn)生一種更大、更好的目標(biāo)，利用這個(gè)目標(biāo)能引起免疫系統(tǒng)的反應(yīng)。如果這被證明是成功的，那么新的候選疫苗將必須接受在動(dòng)物中進(jìn)行的安全性和有效性實(shí)驗(yàn)，zui終用于大規(guī)模的人體臨床試驗(yàn)。

zui近估計(jì)，流感有關(guān)的疾病引起的死亡人數(shù)，每年在250,000到500,000之間?！斑@對(duì)世界健康來說是一項(xiàng)非常重要的項(xiàng)目，"Swartz說，并指出，疫苗必須要廣泛有效地抗擊不同的流感病毒株，而且其生產(chǎn)成本也要便宜，以便使其能夠被廣泛使用?！斑@些都是巨大的挑戰(zhàn)，但是我們將致力于努力克服這些挑戰(zhàn)。