Coronaviruses 冠狀病毒 and 疫苗研究設計

冠狀病毒是有包膜的正鏈RNA病毒，其編碼最大的已知RNA病毒基因組，大小從26到32 kb不等。人類冠狀病毒感染與上呼吸道疾病和下呼吸道疾病相關，嚴重程度從普通感冒到嚴重的急性呼吸道綜合症（SARS）不等。在過去的12年中，已經發現了四種新的人類冠狀病毒，包括SARS冠狀病毒，中東呼吸綜合征（MERS）冠狀病毒和武漢新型冠狀病毒（2019-nCov）。盡管有很高的臨床和經濟負擔以及潛在的新發傳染病，但目前尚不存在可商購的疫苗。當前有兩個通用平台可用於生成全長感染性冠狀病毒克隆。第一個平台涉及冠狀病毒基因組全長cDNA克隆的體外轉錄和加帽，然後通過轉染或電穿孔引入感受態細胞。大約30 kb大小的冠狀病毒基因組通常作為片段保留在低拷貝質粒中。在病毒組裝過程中，片段被限製性消化並在轉錄之前連接在一起。該方法已成功用於回收許多冠狀病毒的克隆，包括傳播性胃腸炎病毒（TGEV），鼠肝炎病毒（MHV），NL63，SARS冠狀病毒，SARS樣蝙蝠冠狀病毒和MERS冠狀病毒。另一個通用平台利用現有的BAC技術。將冠狀病毒基因組在CMV啟動子的控製下引入BAC構建體中。該方法已成功用於回收人病毒OC43和MERS冠狀病毒的克隆。這兩種方法都產生生產性感染和高滴度的子代病毒。涉及牛痘載體平台的第三種方法也已成功用於生產人229E感染性克隆。設計冠狀病毒疫苗的努力集中在多種方法上，包括滅活病毒，減毒活病毒和多種亞單位疫苗的開發。當前冠狀病毒疫苗工作的一個主要重點是致力於建立減毒活疫苗株的方法，該方法將現有的治療方法與低毒力和更穩定的病毒平台相結合。在SARS流行期間，接受利巴韋林治療的患者幾乎沒有改善。最近的研究表明，冠狀病毒由於具有校對活性的病毒核酸外切酶（nsp14）的存在而對病毒唑具有抗藥性。另外，核酸外切酶校對活性的缺失導致基因突變穩定並在鼠模型中引起保護的超突變表型。最近爆??發的MERS-CoV引發了對開發MERS疫苗的需求。正在探索幾種方法，包括鑒定有效的中和抗體，使用刺突糖蛋白的受體結合結構域作為誘導免疫力的成分，以及直接改變重組MERS-CoV。與諸如SARS和MERS冠狀病毒等高死亡率病毒相關的冠狀病毒的有效反向遺傳學平台的可用性，以及開發和實施成本低廉的潛力，為創建有效的疫苗平台提供了希望。生物技術的進步已像其他任何科學領域一樣，對病毒學領域產生了重大影響。設計反向遺傳學平台以研究和操縱RNA病毒基因組的能力徹底改變了疫苗設計領域。我們在這裏描述了RNA病毒逆向遺傳係統以及過去和當前開發疫苗以提供對幾種人類RNA病毒病原體的免疫力的努力。反向遺傳學技術，佐劑，非人類感染模型和監視技術的新進展的融合將繼續推動針對病原體的下一代疫苗的開發，這些病原體我們已經有疫苗接種策略，而目前還沒有疫苗接種策略。人口統計數據和衛生保健可及性的不斷變化很可能會改變成本效益分析，並激發新資源用於科學研究和疫苗開發的分配。盡管疫苗的設計和實施正在進行中，但有效的病毒疫苗的特征將保持不變：高效，安全和穩定