科学家们正在寻找新的方法来开发针对具有大流行潜力病毒的疫苗。华盛顿大学医学院(UW Medicine)将领导七个新研究中心之一,这些中心由美国国立过敏与传染病研究所(NIAID)资助,旨在防范各种危险病原体。NIAID是美国国立卫生研究院的一部分。该中心每年将获得1360万美元,为期三年。
该网络的目标是在可能引发美国及其他地区公共卫生危机的传染病出现之前,提前开发疫苗和抗体。该网络将寻求开发预防或治疗策略,以应对多种可传播给人类的病毒群体,包括可能导致致命疾病的病原体。其理念是在需求变得紧迫之前,制定出安全有效的对策。
作为网络的一部分,华盛顿大学医学院领导的中心将专注于利用机器学习设计针对几种高大流行潜力病毒家族的疫苗和抗体。适用于这些原型病原体的疫苗和抗体设计方法可能适用于每个家族的其他成员。该中心的首席研究员和项目负责人是华盛顿大学医学院生物化学副教授尼尔·金(Neil King)。他的实验室以应用计算方法创建功能性蛋白质纳米材料而著称,位于西雅图的华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所,这里开发了许多世界领先的人工智能技术。
“得益于人工智能,我们正处于疫苗科学革命的前沿,”金说,他的研究涵盖了下一代疫苗开发和靶向药物递送。值得注意的是,金和他的同事成功创造了世界上第一个计算设计的蛋白质药物——COVID-19疫苗SKYCovione。“我们现在提出一个专注于副黏液病毒和布尼亚病毒的中心,”金说,“我们选择这些病毒是因为它们提出了特定的疫苗设计挑战,如果解决这些问题,将有助于开发针对相关病毒的疫苗。”
副黏液病毒家族包括麻疹和腮腺炎病毒。最近,该家族出现了新的危险传染病,如亨德拉病毒和尼帕病毒。布尼亚病毒也出现了致命病原体,如导致肺肿胀和呼吸衰竭的汉坦病毒,以及引起感染导致出血和循环休克的病毒。
华盛顿大学医学院将针对这两个病毒家族的原型病原体进行研究,包括拉沙热病毒、裂谷热病毒和亨德拉病毒,这些病毒都已从动物传播到人类。该奖项有多位首席研究员,其他包括生物化学教授大卫·维斯勒(David Veesler),他因研究病毒如何进入细胞以及抗体如何阻止这些入侵而知名;以及免疫学家琳达·斯图尔特(Lynda Stuart),她是一名医生科学家,也是蛋白质设计研究所的执行董事。她的专长之一是将实验室发现转化为全球健康挑战的解决方案。
“病毒需要主动解决方案,而不仅仅是被动反应,”维斯勒说,“通过开发针对特定病原体的新见解、疫苗和治疗方法,世界将更好地准备应对未来可能出现的相关病毒威胁。”该中心开发和使用的基于AI的设计方法将免费提供给全球研究人员,以便用于对抗其他重要病原体。“我们致力于负责任的人工智能发展,认为创新应该惠及所有人,”斯图尔特说,“通过与当地和国家机构(如弗雷德哈奇癌症中心)的合作,我们旨在开发具有深远全球健康安全意义的工具、抗体和疫苗。”
该中心的研究项目和核心研究服务及其负责人包括:
- 蛋白质设计和工程的计算方法:生物化学教授大卫·贝克(David Baker),华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所主任
- 病毒进化及其对疫苗设计和效力的影响:弗雷德哈奇癌症中心研究员杰西·布鲁姆(Jesse Bloom)
- 疫苗生产和工艺开发:斯图尔特
- 动物模型疫苗评估:德克萨斯大学医学分部免疫学和微生物学教授托马斯·W·吉斯伯特(Thomas W. Geisbert)
- 数据管理:华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所计算高级经理卢基·戈尔德施密特(Luki Goldschmidt)
- 病毒进入、抗体和结构生物学:维斯勒
- 蛋白质纳米颗粒疫苗和抗原设计:金
- mRNA和mRNA启动的纳米颗粒疫苗:斯图尔特
新的全国性研究与开发疫苗和单克隆抗体以应对大流行的网络(ReVAMPP)预计每年将从NIAID获得约1亿美元的支持,资金可用情况待定。该研究中心的NIAID拨款编号为1 U19 AI181881-01。维斯勒、贝克和布鲁姆也是霍华德休斯医学研究所的调查员。
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