通用流感疫苗:科学家如何逼近病毒的“弱点”Universal flu vaccine: How scientists are closing in on the virus's 'weak spots' - BBC Future

环球医讯 / 创新药物来源:www.bbc.co.uk美国 - 英语2026-10-09 21:46:30 - 阅读时长7分钟 - 3292字
本文详细介绍了全球科学家正在研发的通用流感疫苗。与每年需更新的季节性疫苗不同,这类疫苗旨在提供针对多种流感毒株的持久保护。文章阐释了流感病毒通过血凝素和神经氨酸酶蛋白快速变异以逃脱免疫系统的机制,并重点描述了数种前沿策略,包括靶向血凝素保守区域、呈递数千种变异蛋白以引导免疫应答、激活肺部巨噬细胞的鼻喷剂以及利用AI优化疫苗株选择。尽管距离真正的“一次性”疫苗还有距离,但专家预测未来5至10年内有望迎来显著改进的流感疫苗。
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通用流感疫苗:科学家如何逼近病毒的“弱点”

每年,全球约有10亿人感染流感。一旦中招,你便会深有体会——发烧、疲乏、头痛、咳嗽,足以让你卧床一周甚至更久。流感每年导致数百万人无法工作,并在典型年份夺走29万至65万人的生命。

这是一种令人痛苦的疾病。不幸的是,如果你今年感染了,明年很可能还要再经历一次。流感病毒狡猾多变,不断变形以绕过人类的免疫防御。

“这就是为什么每年都需要接种流感疫苗。”美国北卡罗来纳州杜克大学医学院教授尼古拉斯·希顿说。季节性流感疫苗每年能预防大量死亡和重症,但它们并不完美。其有效率通常最高约60%,在疫苗配方与流行病毒株不匹配的年份,有效率可能远低于此。

但如果你不需要每年都接种新疫苗呢?希顿的实验室以及全球其他团队正在探寻这个诱人的问题。他们正在开发所谓的“通用”流感疫苗,旨在提供比当前季节性疫苗更好、更广、更持久的保护。理念是“覆盖更多毒株或让疫苗效果更持久”,希顿说,“或者,理想情况下两者兼得。”

根据一个追踪下一代流感疫苗开发的倡议,目前约有12种候选疫苗正在临床试验中,还有更多处于早期开发阶段。

这是“一组非常令人惊叹的项目”,明尼苏达大学传染病研究与政策中心的研究科学家朱莉·奥斯特罗夫斯基说,她参与了这个追踪项目。但她指出,这是一个复杂的挑战,“不可能一蹴而就。”

以下是科学家们如何攻克这一难题。

一个不断变化的敌人

“流感”这个说法有点误导。流感并非单一实体,而是在人与动物之间传播的多种不同病毒。这些病毒不断进化,使它们能始终领先人类免疫系统一步。“流感变异很大,”奥斯特罗夫斯基说,“它就是一个不断移动的目标。”

一些变形成分是每个病毒表面的蛋白质,称为血凝素和神经氨酸酶。当你接触流感时,你的免疫系统识别这些蛋白质并产生抗体与之结合,从而抵抗感染。但病毒蛋白并非坐以待毙。血凝素有18种类型,神经氨酸酶有11种,它们可以混合搭配形成不同的流感亚型,如H1N1和H3N2。产生这些蛋白质的病毒基因也会积累突变,导致新的病毒形式出现,分裂成谱系和子谱系。

此处或彼处的一个突变可能不足以欺骗免疫系统。但随着时间的推移,变化积累到一定程度,身体的免疫防御就过时了,不得不追赶。这就是为什么每年配制冷流感疫苗如此困难。公共卫生官员和疫苗制造商实际上是在试图预测未来,就病毒将如何变化以及哪些特定毒株将在未来季节流行做出最佳猜测。

为此,世界卫生组织召集了一个国际专家小组,仔细研究大量关于流感传播地点和进化方式的数据。世卫组织流行病和大流行威胁管理部的张文清说,上次打印所有这些数据时,他们得到了10厘米厚的双面纸张。

每年2月,世卫组织专家组开会,为北半球使用的疫苗提出建议,北半球的流感季节通常从10月开始。9月,他们为南半球做同样的事,南半球的流感季节通常从4月开始。

但这些预测做出后可能发生很多变化。例如,在2025-2026季节,由H3N2子谱系K流感病毒引起的疫情在世界各地爆发,而世卫组织在2025年2月甚至没有注意到它。“当时还没有K谱系病毒,”张文清说,因此没有提出相应定制疫苗的建议。

尽管如此,来自英国的初步数据表明今年的疫苗仍能预防K子谱系引起的严重疾病和住院,并且似乎在儿童中效果特别好。但K子谱系的突然出现表明流感可以“随时给我们一个惊喜”,常常在我们意想不到的时候,张文清说。

提高疫苗的精准度

为了占据优势,一些科学家正在尝试开发能让免疫系统识别并应对病毒不变部分的疫苗,而不是那些变化的部分。

“病毒有几个弱点,”弗洛里安·克拉默说,他正在纽约西奈山伊坎医学院从事通用流感疫苗设计。其中之一是流感病毒表面血凝素蛋白上的特定区域。

可以将血凝素想象成一个冰淇淋:一个锥形底座,上面有一勺冰淇淋。顶部的口味容易变化,但锥体相当稳定。传统的季节性疫苗促使身体产生针对冰淇淋球的抗体,但克拉默的团队正试图激发针对锥体的免疫反应。

为此,他们向身体引入具有熟悉锥体但顶部有陌生口味冰淇淋的血凝素蛋白。免疫系统在寻找它认识的东西时,会聚焦于熟悉的部分——锥体——并将抗体导向它。2020年,克拉默的团队发表了一项初步研究,证明基于这种技术的候选疫苗可以在人体中产生广泛有效的免疫反应。他的团队此后几年不断微调方法,并计划在今年进行额外的人体测试。

希顿的团队也在尝试引导免疫系统对病毒中在不同毒株间保持不变的部位做出反应。他们创造了一种候选疫苗,向身体呈现超过8万种血凝素变体。希顿解释说,当面对如此多种不同形式的血凝素时,免疫系统基本上被淹没。无法处理变化部分的所有差异,它反而会关注蛋白质的固定部分。

他的团队在2024年的一项研究中报告了这种方法的初步数据,但他们尚未开始人体临床试验。

2026年2月,斯坦福大学的研究人员公布了一种不同的方法,他们希望能帮助预防流感,还能预防普通感冒、冠状病毒(如引起新冠的病毒)甚至引起过敏的颗粒。他们的方法——目前仅在小鼠中测试——涉及一种鼻喷剂,释放一种分子混合物,旨在模拟免疫细胞相互沟通的方式。这唤醒了肺部称为巨噬细胞的白细胞,使它们保持警惕,防止任何可能进入呼吸系统的感染。研究人员说,喷雾的效果持续了三个月,并将病原体入侵者数量减少了100到1000倍。不过,他们尚未在人类中测试这种方法。

其他实验室正在进行不同类型的通用疫苗。有些试图让免疫系统更多地关注神经氨酸酶,这是流感病毒表面的另一种蛋白质,其突变速度不如血凝素快。有些正在尝试刺激T细胞,这些具有长期记忆的免疫细胞可能能够识别并杀死受感染的细胞,无论病毒株如何。还有一些正在试验新的疫苗技术和形式,例如旨在在病毒实际进入人体的点阻止病毒的鼻疫苗。

领先于意外

虽然方法不同,但目标是一致的:创造一种不依赖好运气(匹配良好)的疫苗,而是保护免受许多不同流感毒株的侵害。一些流感病毒已经在人群中传播,因此主要导致了每年发生的季节性疫情。当一种具有足够传染性的全新版本病毒出现时,可能导致大流行,如2009年的H1N1猪流感大流行。还有更多的流感病毒在动物中传播——它们在鸟类中很常见,但可以感染许多不同的哺乳动物。当这些流感病毒从动物传给人类时,被称为人畜共患。 (在此处阅读更多关于禽流感如何成为动物大流行的内容)

真正通用的疫苗将提供“对任何甲型或乙型流感亚型、任何毒株的保护,无论是大流行性的、人畜共患的,还是仅仅是季节性流感病毒,”克拉默说。“通用意味着一切。”

虽然克拉默相信这样的疫苗在科学上是可能的,但这无疑是一个雄心勃勃的目标,需要大量的时间、承诺和资金——他说,在当前怀疑气氛下,这些资源无法保证。

不过,并非所有科学家都对通用疫苗如此乐观。“我讨厌这个词,”希顿承认,部分原因是他认为即使是对大大改进的流感疫苗,这个词也过度承诺了。他说,更现实的描述是广泛保护性疫苗,可能不能完全阻断阳光下每一种形式的流感,但确实能比当前季节性疫苗保护更多毒株。

AI能解决流感疫苗问题吗?

在等待流感圣杯的同时,科学家们并没有停止改进季节性流感疫苗。“我们并不只是依赖这个非常遥远、渴望的通用疫苗模型,”奥斯特罗夫斯基说。“我们还有其它可以在较短时间范围内有效完成的事情。”

这方面已经采取了一些措施,比如批准为老年人提供效力增强的疫苗,其血凝素剂量是普通疫苗的四倍,因为老年人的免疫系统随年龄增长而减弱。其他科学家正在尝试改进毒株选择过程本身。

美国麻省理工学院人工智能与健康教授雷吉娜·巴尔齐莱设计了一个AI系统,梳理大量流感数据,以确定即将到来的季节性疫苗的最佳选择——类似于世卫组织流感疫苗委员会每年所做的,但具有增强的分析能力,根据2025年的一篇论文,该系统可能优于世卫组织的建议。

虽然巴尔齐莱并不主张AI取代人类,但她表示公共卫生官员可以将这样的模型与已有的数据和预测工具结合起来使用。

真正的通用流感疫苗——你接种一次就再也不用操心的那种——距离实现还很遥远,甚至可能永远不会到来。但在此期间,真正的进步是可能的,希顿说。

“如果我们在未来5到10年内拥有改进的流感疫苗,我不会感到惊讶,”他说。

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