嗜冷菌

 

  一个来自加拿大维多利亚大学的科学家小组称,他们发现了一种用来建立产自寒冷环境新疫苗的种类的方法,并发表了文献对此作了陈述。通过用来自北极寒带细菌体内的一些关键基因,对一种哺乳动物病原体内的对应基因进行替换,他们已经建立了一些刺激其机体保护性免疫应答的小鼠变种――这些病原体并没有传播或扩散到那些原本可以起到严重危害性的机体的温暖部位。该研究小组称,他们希望这种方法可以催生新一代的疫苗,用于诸如结核病之类的重大细菌性疾病。
 

对应基因替换

  实际上,这些被称为“温度敏感性疫苗”的新疫苗早已在一些病毒体内存在了。例如,名为“FluMist”的流感疫苗鼻喷剂,是由医学免疫公司(MedImmune)生产,它取自于一种衰减了的流感病毒,无法在37℃这样的动物肺脏内部生存,但是,可以在温度稍低一些的动物鼻口部和咽喉部进行繁殖。在繁殖过程中,它激发了一种保护性的免疫应答。
 
  这种用于生产“FluMist”流感疫苗鼻喷剂的菌株的构建,是在流感病毒逐渐降温并使之适应的过程中,经过许多世代筛选而得到的。在选择细菌病原体的过程中,来自加拿大维多利亚大学的弗朗西斯·南诺(Francisella novicid)博士采用了一种与众不同的策略:他选择了来自地球北极地区的一些嗜冷性细菌,也就是喜好寒冷环境的细菌。这些微生物拥有许多个在较低温度下起作用的酶类,一旦所处的环境温度变热,它们就会死去。
 
  为了证实他的推理,南诺使用了一种名为新凶手弗朗西丝菌的细菌,这是一种人类病原体菌,即野兔热弗朗西丝菌的无毒亲缘细菌(后者高居于潜在生物武器榜的前列,它可以致使病人丧失生活能力的精神不振、发热,并且易于传播)。每一次试验中,对新凶手弗朗西丝菌体内与DNA修复或者细胞分裂有关的9个所谓“关键基因”中的某一个,研究小组采用了来自北极寒冷地区细菌的对应基因进行替换。典型的寒冷地区细菌是冷红科尔韦尔氏菌,这是一种生活于北极圈水域和冰中的一种海洋微生物。在正常情况下,只要水温达到45℃,弗朗西丝菌就会死去;而在导入这些物种及其相关基因的情况下,这些嗜冷基因的导入会使这个临界值降低到12℃。
 
  当研究人员们将这些(基因结构)被改变了的菌株注射入大鼠尾部的时候,他们发现这些微生物细菌在局部发生了繁殖,但是,却没有扩散到一般正常情况下也会发生繁殖的较温暖的脾脏和肺脏。关键的试验是这些菌株能否起到疫苗的作用。对于小鼠来说,新凶手弗朗西丝菌是致死性的,但是,当研究人员们将这些温度敏感性的菌株注射入小鼠体内的时候,这些动物并没有因此而生病,并且在3个星期之后,当它们被注射入致死剂量的未改变(基因组)的新凶手弗朗西丝菌的时候,这些小鼠得到了保护。
 

还有很长路要走

  南诺为这个方法申请了专利,并将专利权转让给了他所在的大学。他说,他尤其对开发一种用于结核杆菌性肺结核的疫苗感兴趣,这种疾病每年会夺去超过100万人的生命,目前只有一种已经很陈旧、非常令人不满意的疫苗可以使用。作为这项研究的一部分,研究人员们证明了他们可以使结核分枝杆菌的一种研究替代品:包皮垢分枝杆菌变得可以对温度敏感,但是,他们还没有对其作为一种疫苗的潜在可能性进行检验。该研究小组在7月12日的《美国科学院院刊》网络版上发表了他们的发现。
 
  迈克尔·布伦南(Michael Brennan)是位于美国马里兰州罗克维尔市的埃拉斯全球肺结核疫苗研究基金会的全球事务资深顾问,他说:“这项发现是非常独特的,非常具有创新性。”但是,他提醒说,该方法还有很长的路要走。因为,这些疫苗将是存活的(生物),其安全性将是一个决定性的问题。研究人员们将必须证明以下事件是不可能的:这些微生物会失去它们的温度敏感性并导致疾病的发生。
 
  南诺认为,这种方法还可能有其他的用途。目前,出于对防感染措施的严格要求,包括预防研究人员受到感染,对许多病原性细菌的研究“就像对航天飞机的研究一样有苛刻的要求”。他说,如果能够从这些细菌中建立一些能在最高适应温度以下生存、并且遗传结构没有改变的无害菌株的话,这项研究工作将变得容易得多。
 
  这项成果被美国《科学》杂志在其网站《ScienceNOW》栏目中进行了介绍。在该栏目中,有两位科学家署名发表了他们的相关评论,科学家阿莱简德罗·米兰达(Alejandro Miranda)称:“我认为,这项研究将是一个有趣的故事,它将有助于消弭细菌与病毒之间的界限,我建议对它们在3倍的极限(温度)条件下对这些细菌的影响进行进一步的研究。”克劳汀·托夫斯(Claudine Torfs)博士则建议:“我建议作者写一篇文章来描述一下那些没有接受预防接种而死于百日咳感染、麻疹、脑炎和脊髓灰质炎等疾病的儿童的情况。现在,这方面的工作可谓每况愈下,因为在疫苗研究和开发领域中,不少人对于什么是真正的疫苗的科学并没有达到真知灼见。”
 

资料来源 ScienceNOW

责任编辑 则 鸣