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复旦大学徐建青教授团队与同济大学曹志伟教授团队合作研发病原体抗原性的计算平台

【摘要】:
5月2日,上海市公共卫生临床中心&复旦大学生物医学研究院徐建青教授团队和同济大学生命科学与技术学院曹志伟教授团队合作,在国际著名学术期刊《NatureCommunications》在线发表题为“CE-BLASTmakesitpossibletocomputeantigenicsimilarityfornewlyemergingpathogens”的文章。
  5月2日,上海市公共卫生临床中心&复旦大学生物医学研究院徐建青教授团队和同济大学生命科学与技术学院曹志伟教授团队合作,在国际著名学术期刊《Nature Communications》在线发表题为“CE-BLAST makes it possible to compute antigenic similarity for newly emerging pathogens”的文章。
  新发传染病严重威胁人类健康,危害国家经济建设与社会稳定。如何有效预防新发传染病在易感人群中传播是人类面临的重大挑战。利用疫苗预防传染病是最有效、最经济的手段,但传统疫苗研发手段投入大、耗时长,给及时阻止新发传染病播散带来严重挑战。如何利用现有的疫苗或设计广谱抗病毒疫苗来预防新发病毒性传染病是最值得探索的手段,其核心技术问题与挑战是如何快速的筛选或者设计能够针对同类病毒甚至不同病毒具有交叉保护作用的疫苗免疫原。
  合作团队研究设计了一个空间免疫表位比对工具(CE-BLAST)用来高效计算不同病原体之间的抗原性距离。与以往的计算方法相比,CE-BLAST最大的优势在于可以不需要借助于实验数据作为训练来构建模型,这对于一些还缺少实验数据的新病原体而言以及新爆发的传染性疾病(例如寨卡病毒)而言尤为关键。
  研究人员在病毒亚型内不同毒株间(甲型流感病毒H3N2亚型),病毒不同亚型之间(登革病毒不同血清型),跨病毒(黄病毒科登革病毒及寨卡病毒)这三个层面上依次验证了方法的有效性。结果表明,该计算方法获得了与实验结果相吻合的亚型内部抗原性聚类,能够得到更接近实验结果的亚型间抗原性分型,并且具备检测不同病毒间交叉保护表位的能力。研究人员还利用该方法构建出了一株广谱抗甲型流感病毒H3N2亚型不同毒株的疫苗,并在动物实验上得到很好的保护谱范围。表明该方法有望设计出针对新发病毒具有交叉保护作用的新型疫苗。有趣的是,本方法计算出寨卡与登革热病毒存在高度相似的抗体表位,现有的登革热疫苗有潜在交叉预防寨卡病毒的作用(参见下图),这一预测被领域内其他实验室的动物研究所证实。
  上海市公共卫生临床中心&复旦大学生物医学研究院徐建青教授课题组的裘天颐博士后、同济大学曹志伟教授课题组博士生阳奕琰、邱景璇博士为本文的共同第一作者。曹志伟教授和徐建青教授为本文的共同通讯作者。
(上海市新发与再现传染病研究所 谢辛慈)
 

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